塑料封装器件塑料界面分层失效分析案例

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C－SAN（声学扫描）、X－RAY分析应用（四）<br/><br/>——塑料封装器件塑料界面分层失效分析案例<br/><br/><br/>编写：李少平<br/><br/>在塑料封装器件中，塑料与芯片、塑料与基板（功率器件的散热器、单片IC<br/><br/>的芯片支架、多心芯片或BGA封装形式的PCB板等）之间的界面容易出现分层<br/><br/>的现象。因为塑料与其他材料之间的界面属于粘合结构，界面的两种材料通过分<br/><br/>子之间的作用力结合在一起，而不是两种材料互溶、互扩散、形成化合物的结构。<br/><br/>塑料封装器件塑料与其他材料之间的界面出现分层现象，可引起器件性能下<br/><br/>降、甚至失效。如：分层发生在塑料与芯片的界面，一方面，可引起芯片的键合<br/><br/>引线由于机械拉伸，键合引线（包括内、外键合点）产生机械损伤而导致连接电<br/><br/>阻增大或开路；另方面，可引起芯片表面钝化层损伤，导致芯片漏电增加、击穿<br/><br/>电压下降、金属化条断裂等；再者，塑料与芯片界面的分层，导致水汽更容易进<br/><br/>入到芯片表面，使芯片性能下降。<br/><br/>塑料封装器件塑料与其他材料界面一旦发生分层现象，即使分层面积小，但<br/><br/>已经分层的部位是分层面积扩大的源，在器件使用过程中，由于热变应力或机械<divclass='Joh934'>http://www.可靠性.com</div><br/><br/>应力的作用，分层不断扩展，随着分层面积的增大，最终导致器件失效。<br/><br/>塑料与其他材料之间的界面分层的原因多种多样，如注件表面污染，注塑工<br/><br/>艺条件不良，热变应力引起的剪切应力，机械应力，水汽侵入及热应力引起的爆<br/><br/>米花效应。等等。<br/><br/>下面以塑料封装三端稳压器塑料与散热器之间的界面分离的分析，说明C－<br/><br/>SAN在界面分层分析中的应用。<br/><br/><br/><br/>塑料封装功率器件材料界面分层分析案例<br/><br/>失效过程：生产好的成品测试合格后入库，在正常环境下存放一个月后，重<br/><br/>新测试，发现有10%左右的样品失，失效模式多为输出电压不在合格范围内。<br/><br/>电分析证明失效样品输出电压不符合输出规定，输出电压或增大、或变小，<br/><br/>不同样品输出电压不一样。<br/><br/>经C－SAN（声学扫描）观察，发现：所有失效样品塑料与散热器之间的界<br/><br/>面，塑料与芯片之间的界面存在分层现象，典型的界面分层图形见图1、图2。<br/><spanlang="EN-US"><imgstyle="WIDTH:474px;HEIGHT:201px"height="201"src="http://www.kekaoxing.com/dede/upimg/allimg/061221/1147220.jpg"width="553"alt=""/></span>中国可靠性网可靠性、com<br/><br/><br/>A塑料与散热器之间界面C－B塑料与芯片之间界面C－<br/><br/>SAN观察形貌SAN观察形貌<br/><br/>图11＃失效样品C－SAN观察<br/><br/><spanlang="EN-US"><imgstyle="WIDTH:481px;HEIGHT:202px"height="202"src="http://www.kekaoxing.com/dede/upimg/allimg/061221/1147221.jpg"width="553"alt=""/></span><br/><br/>A塑料与散热器之间界面C－B塑料与芯片之间界面C－SAN观察形貌SAN观察形貌<br/><br/><br/>图22＃失效样品C－SAN观察<br/><br/><br/>图1、图2可见，塑料与散热器之间的界面已经大面积分层，塑料与芯片也<br/><br/>存在局部的分层，而且塑料与芯片的分层均在芯片边缘处，与塑料、散热器的分<br/><br/>层面连接在一起，因此，有理由相信，塑料与芯片的分层是塑料与散热器器的分<br/><br/>层引起的。<br/><br/>失效样品经过24h、100℃高温烘烤后，输出电压均恢复到产品的规定范围<br/><br/>内，证明三端稳压器输出电压异常是由于芯片表面受到水汽侵蚀引起的。<br/><br/>失效样品经开封后，芯片表面的观察分析可见，芯片有源区未见任何过电痕<br/><br/>迹，也未见芯片表面明显的损伤，典型芯片形貌件图3。可排除过电引起的失效。http://KeKaoXing.com<br/><br/><spanlang="EN-US"><imgstyle="WIDTH:442px;HEIGHT:195px"height="195"src="http://www.kekaoxing.com/dede/upimg/allimg/061221/1147222.jpg"width="553"alt=""/></span><br/><br/>图3芯片表面典型形貌（未见过电图4塑料与散热器界面在散热器侧<br/><br/>和损伤）形貌形貌（表面存在焊剂）<br/><br/>失效样品经机械方法开封，将芯片与散热器之间的界面分开，可观察到散热<br/><br/>器面存在焊剂，见图4。焊剂的存在，影响了塑料与散热器之间界面的粘合。<br/><br/>结论：散热器与塑料界面分层，引起芯片与塑料之间的界面分层，由于塑料<br/><br/>界面分层，导致水汽侵蚀，水汽对芯片发生作用，引起芯片稳压功能失效。<br/><br/>案例提示：<br/><br/>①塑料封装器件塑料与其他材料之间的界面容易发生分层；<br/><br/>②C－SAN（声学扫描）是塑料封装器件塑料与其他材料界面分层分析的<br/><br/>有效分析手段。<br/><br/>③塑料封装器件的采购认可，批次检验认可（或鉴定）应考虑采用C－SAN<br/><br/>观察分析塑料界面是否存在分层。<br/>

pine111

好东西
以后多发点

qqtankqq

顶!!!!!!!!

wu8295

貌似在哪看过,是主页上的吧

bardon

C－SAN（声学扫描）、X－RAY分析应用是很基本的失效分析工具了。

Asia_wX96s

谢谢分享！！！