塑封分立器件的分層問(wèn)題

馬緒

摘要文章先是對(duì)分層進(jìn)行概述，又詳細(xì)闡述了分層分類(lèi)，最后分析介紹了分層解決方案的制定，以避免分層問(wèn)題的出現(xiàn)，降低器件失效的幾率，提高可靠性。

關(guān)鍵詞塑封；分立器件；分層問(wèn)題；可靠性

中圖分類(lèi)號(hào)：TN406 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0168-01

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，集成電路的封裝與貼裝技術(shù)得到了極大的進(jìn)步，而塑封成為封裝領(lǐng)域中最重要的封裝工藝。而塑封器在使用的過(guò)程中，不僅在資金成本上具備很大的優(yōu)勢(shì)，而且使用壽命較長(zhǎng)，但是塑封還是存在很多的不足之處。如果封裝材料中的分層現(xiàn)象較為嚴(yán)重的話(huà)，會(huì)對(duì)塑封器件的使用性能造成不良影響，影響內(nèi)部電路的正常運(yùn)行。因此需要對(duì)塑封器件的分層問(wèn)題進(jìn)行解決，以提高其工作效率。

1分層概述

在塑封器的使用過(guò)程中，由于使用了不同參數(shù)，因此造成不同材料的粘結(jié)界面存在著分離或者是剝離的現(xiàn)象，屬于內(nèi)應(yīng)力問(wèn)題中的一種，會(huì)影響塑封器的正常工作與使用壽命。分層主要是因?yàn)椴牧系牟煌?，造成熱膨脹系?shù)的不同，從而對(duì)濕氣與熱應(yīng)力造成破壞。

在框架式塑封器件中，分層問(wèn)題主要集中在芯片截面和封裝樹(shù)脂、引線框架界面和封裝樹(shù)脂、引線框架界面和導(dǎo)電膠、載片界面和封裝樹(shù)脂、導(dǎo)電膠界面和芯片等區(qū)域。而在BGA的封裝中，主要發(fā)生在銅基片DAP與封裝樹(shù)脂界面。塑封器件的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1塑封器件的結(jié)構(gòu)圖

2分層分類(lèi)分析

2.1 熱應(yīng)力分析

在塑封中存在很多的封裝材料，例如：金屬引線框架、金絲、封裝樹(shù)脂、粘接料以及芯片等，芯片的熱膨脹系數(shù)是3.5×10-6/K，比引線、硅片等略高一些。因此在塑封器件處在高溫或者是低溫環(huán)境中時(shí)，會(huì)與其他材料的熱膨脹系數(shù)存在差異，從而造成不同材料粘接位置常見(jiàn)應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過(guò)某一種材料的承受能力時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)斷裂強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度，產(chǎn)生分層。

在對(duì)界面中存在的應(yīng)力數(shù)值進(jìn)行分析時(shí)，可以使用多種方法，例如區(qū)域能量釋放理論、有限元法、虛擬裂紋閉合技術(shù)以及J積分法等。有限元分析法在封裝失效分析中較為適用，不僅能夠?qū)Ψ庋b內(nèi)部的應(yīng)力分布情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，而且還能夠轉(zhuǎn)移載片、芯片、塑封之間存在的應(yīng)力。而在過(guò)去長(zhǎng)達(dá)十年的時(shí)間里，有效元分析法一直在失效分析中應(yīng)用，大大提高了分析的準(zhǔn)確性。Xue等對(duì)薄型陣列塑封器件中的界面進(jìn)行分析，主要是判斷溫度對(duì)其產(chǎn)生的影響，發(fā)現(xiàn)無(wú)任何外應(yīng)力存在的模型，即使溫降較為均勻，也會(huì)造成塑封器件的形變，出現(xiàn)垂直收縮。

有限元分析法的使用，銅基片DAP與封裝樹(shù)脂之間存在的應(yīng)力較高，而在溫差較大的環(huán)境中，兩者之間產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力會(huì)集中在某一個(gè)局部，如果超過(guò)兩者中的任意一個(gè)參數(shù)，將會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂的現(xiàn)象。

2.2 濕氣影響

塑封屬于一種非氣密性封裝，濕氣可以經(jīng)過(guò)封裝樹(shù)脂和引線框架之間的界面或者是封裝樹(shù)脂進(jìn)入塑封器件內(nèi)部，導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)腐蝕。在芯片封裝的過(guò)程中，濕氣腐蝕是導(dǎo)致器件出現(xiàn)失效的最大原因，會(huì)造成金屬表面出現(xiàn)水合氧化物，而氧化物后續(xù)又會(huì)吸收一部分的水汽，在封裝樹(shù)脂與金屬界面中出現(xiàn)了較為脆弱的部分，導(dǎo)致粘接失效。如果濕氣中存在著鉀-納-氯等離子的話(huà)，大大增加了芯片、引線框架以及DAP發(fā)生腐蝕的幾率，離解樹(shù)脂，從而出現(xiàn)分層或者是剝離的現(xiàn)象。在發(fā)生分層后，大大降低了濕氣侵入的難度，器件可靠性也大大降低。在組裝器件板時(shí)，在進(jìn)行高溫回流焊的操作中，濕氣會(huì)被汽化，產(chǎn)生大量的蒸汽壓力，塑封材料界面在熱應(yīng)力與蒸汽壓力的共同作用下，就可出現(xiàn)分層，也會(huì)造成裂紋的出現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成塑封體外開(kāi)裂，產(chǎn)生爆米花效應(yīng)。

3分層解決方案的制定

通過(guò)對(duì)分層產(chǎn)生原因的分析，筆者認(rèn)為可從兩個(gè)方面來(lái)制定分層解決方案：改進(jìn)封裝材料；預(yù)防濕氣。

3.1 改進(jìn)封裝材料

對(duì)分層影響最大的材料是封裝樹(shù)脂，主要在吸濕性、應(yīng)力以及粘接性等三個(gè)方面影響分層。而在塑封料的使用過(guò)程中，填料占據(jù)較大的比例，填料的不同會(huì)影響封裝材料的性能。環(huán)氧樹(shù)脂的熱膨脹系數(shù)為（50-90）×10-6/℃，而硅微粉的熱膨脹系數(shù)是0.6×10-6/℃，僅為環(huán)氧樹(shù)脂的1%。因此在高填料的選擇過(guò)程中，應(yīng)盡量使用熱膨脹系數(shù)較小的材料，從而降低熱應(yīng)力的影響，但是硅微粉的彈性模量卻較高，而填料一旦過(guò)多的話(huà)，就會(huì)增加應(yīng)力，因此工作人員要選取合適的封裝材料使用。

如果塑封材料中存在著Cl-、Na+等離子雜質(zhì)的話(huà)，侵入的濕氣會(huì)帶著離子附在芯片表面，造成濕氣腐蝕的出現(xiàn)。塑封料具有很高的純度，但是在塑封的操作過(guò)程中，要盡量降低芯片表面存在的離子濃度。條件允許的話(huà)，可使用離子捕捉劑進(jìn)行處理。

3.2 預(yù)防濕氣

在進(jìn)行塑封操作前，工作人員需要對(duì)芯片表面進(jìn)行觀察。如果在芯片表面出現(xiàn)玷污或者是發(fā)黃現(xiàn)象的話(huà)，就需要在塑封前進(jìn)行離子清洗操作，以對(duì)分層問(wèn)題進(jìn)行改善或者是消除分層出現(xiàn)的幾率；在塑封操作后，對(duì)器件進(jìn)行測(cè)試，若屬于良品的話(huà)，則需要進(jìn)行真空烘烤。在塑封后，需要定期使用MSL可靠性或者是超聲掃描分層檢查對(duì)濕氣進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。一旦發(fā)現(xiàn)器件已經(jīng)被侵入濕氣，則需要將器件連續(xù)24 h放置于125℃的烘箱中進(jìn)行去濕操作，在去濕后方可使用，以提高器件使用的有效性。在使用防靜電真空包裝的過(guò)程中，工作人員需要將干燥劑放置于靜電包裝塑料袋中，以起到預(yù)防濕氣的作用。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，塑封技術(shù)也趨于成熟，但是不可避免會(huì)出現(xiàn)分層問(wèn)題，因此需要工作人員對(duì)塑封材料進(jìn)行調(diào)整，提高塑封的可靠性，以擴(kuò)大塑封的應(yīng)用范圍。

參考文獻(xiàn)

[1]劉培生，盧穎，王金蘭，陶玉娟.塑封集成電路分層的研究[J].電子元件與材料，2013（11）.

[2]方強(qiáng).塑封功率器件分層失效機(jī)理研究與工藝改進(jìn)[D].復(fù)旦大學(xué)，2009.

[3]方行.塑封功率器件中Cu/EMC界面分層失效的實(shí)驗(yàn)與計(jì)算分析研究[D].復(fù)旦大學(xué)，2010.

[4]楊江勤.國(guó)產(chǎn)塑封半導(dǎo)體器件可靠性試驗(yàn)的研究[D].電子科技大學(xué)，2012.

[5]石海忠，張學(xué)兵，張蓓蓓，聶蕾.導(dǎo)電膠性能對(duì)器件分層的影響[J].電子與封裝，2011（12）.

endprint

摘要文章先是對(duì)分層進(jìn)行概述，又詳細(xì)闡述了分層分類(lèi)，最后分析介紹了分層解決方案的制定，以避免分層問(wèn)題的出現(xiàn)，降低器件失效的幾率，提高可靠性。

關(guān)鍵詞塑封；分立器件；分層問(wèn)題；可靠性

中圖分類(lèi)號(hào)：TN406 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0168-01

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，集成電路的封裝與貼裝技術(shù)得到了極大的進(jìn)步，而塑封成為封裝領(lǐng)域中最重要的封裝工藝。而塑封器在使用的過(guò)程中，不僅在資金成本上具備很大的優(yōu)勢(shì)，而且使用壽命較長(zhǎng)，但是塑封還是存在很多的不足之處。如果封裝材料中的分層現(xiàn)象較為嚴(yán)重的話(huà)，會(huì)對(duì)塑封器件的使用性能造成不良影響，影響內(nèi)部電路的正常運(yùn)行。因此需要對(duì)塑封器件的分層問(wèn)題進(jìn)行解決，以提高其工作效率。

1分層概述

在塑封器的使用過(guò)程中，由于使用了不同參數(shù)，因此造成不同材料的粘結(jié)界面存在著分離或者是剝離的現(xiàn)象，屬于內(nèi)應(yīng)力問(wèn)題中的一種，會(huì)影響塑封器的正常工作與使用壽命。分層主要是因?yàn)椴牧系牟煌?，造成熱膨脹系?shù)的不同，從而對(duì)濕氣與熱應(yīng)力造成破壞。

在框架式塑封器件中，分層問(wèn)題主要集中在芯片截面和封裝樹(shù)脂、引線框架界面和封裝樹(shù)脂、引線框架界面和導(dǎo)電膠、載片界面和封裝樹(shù)脂、導(dǎo)電膠界面和芯片等區(qū)域。而在BGA的封裝中，主要發(fā)生在銅基片DAP與封裝樹(shù)脂界面。塑封器件的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1塑封器件的結(jié)構(gòu)圖

2分層分類(lèi)分析

2.1 熱應(yīng)力分析

在塑封中存在很多的封裝材料，例如：金屬引線框架、金絲、封裝樹(shù)脂、粘接料以及芯片等，芯片的熱膨脹系數(shù)是3.5×10-6/K，比引線、硅片等略高一些。因此在塑封器件處在高溫或者是低溫環(huán)境中時(shí)，會(huì)與其他材料的熱膨脹系數(shù)存在差異，從而造成不同材料粘接位置常見(jiàn)應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過(guò)某一種材料的承受能力時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)斷裂強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度，產(chǎn)生分層。

在對(duì)界面中存在的應(yīng)力數(shù)值進(jìn)行分析時(shí)，可以使用多種方法，例如區(qū)域能量釋放理論、有限元法、虛擬裂紋閉合技術(shù)以及J積分法等。有限元分析法在封裝失效分析中較為適用，不僅能夠?qū)Ψ庋b內(nèi)部的應(yīng)力分布情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，而且還能夠轉(zhuǎn)移載片、芯片、塑封之間存在的應(yīng)力。而在過(guò)去長(zhǎng)達(dá)十年的時(shí)間里，有效元分析法一直在失效分析中應(yīng)用，大大提高了分析的準(zhǔn)確性。Xue等對(duì)薄型陣列塑封器件中的界面進(jìn)行分析，主要是判斷溫度對(duì)其產(chǎn)生的影響，發(fā)現(xiàn)無(wú)任何外應(yīng)力存在的模型，即使溫降較為均勻，也會(huì)造成塑封器件的形變，出現(xiàn)垂直收縮。

有限元分析法的使用，銅基片DAP與封裝樹(shù)脂之間存在的應(yīng)力較高，而在溫差較大的環(huán)境中，兩者之間產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力會(huì)集中在某一個(gè)局部，如果超過(guò)兩者中的任意一個(gè)參數(shù)，將會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂的現(xiàn)象。

2.2 濕氣影響

塑封屬于一種非氣密性封裝，濕氣可以經(jīng)過(guò)封裝樹(shù)脂和引線框架之間的界面或者是封裝樹(shù)脂進(jìn)入塑封器件內(nèi)部，導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)腐蝕。在芯片封裝的過(guò)程中，濕氣腐蝕是導(dǎo)致器件出現(xiàn)失效的最大原因，會(huì)造成金屬表面出現(xiàn)水合氧化物，而氧化物后續(xù)又會(huì)吸收一部分的水汽，在封裝樹(shù)脂與金屬界面中出現(xiàn)了較為脆弱的部分，導(dǎo)致粘接失效。如果濕氣中存在著鉀-納-氯等離子的話(huà)，大大增加了芯片、引線框架以及DAP發(fā)生腐蝕的幾率，離解樹(shù)脂，從而出現(xiàn)分層或者是剝離的現(xiàn)象。在發(fā)生分層后，大大降低了濕氣侵入的難度，器件可靠性也大大降低。在組裝器件板時(shí)，在進(jìn)行高溫回流焊的操作中，濕氣會(huì)被汽化，產(chǎn)生大量的蒸汽壓力，塑封材料界面在熱應(yīng)力與蒸汽壓力的共同作用下，就可出現(xiàn)分層，也會(huì)造成裂紋的出現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成塑封體外開(kāi)裂，產(chǎn)生爆米花效應(yīng)。

3分層解決方案的制定

通過(guò)對(duì)分層產(chǎn)生原因的分析，筆者認(rèn)為可從兩個(gè)方面來(lái)制定分層解決方案：改進(jìn)封裝材料；預(yù)防濕氣。

3.1 改進(jìn)封裝材料

對(duì)分層影響最大的材料是封裝樹(shù)脂，主要在吸濕性、應(yīng)力以及粘接性等三個(gè)方面影響分層。而在塑封料的使用過(guò)程中，填料占據(jù)較大的比例，填料的不同會(huì)影響封裝材料的性能。環(huán)氧樹(shù)脂的熱膨脹系數(shù)為（50-90）×10-6/℃，而硅微粉的熱膨脹系數(shù)是0.6×10-6/℃，僅為環(huán)氧樹(shù)脂的1%。因此在高填料的選擇過(guò)程中，應(yīng)盡量使用熱膨脹系數(shù)較小的材料，從而降低熱應(yīng)力的影響，但是硅微粉的彈性模量卻較高，而填料一旦過(guò)多的話(huà)，就會(huì)增加應(yīng)力，因此工作人員要選取合適的封裝材料使用。

如果塑封材料中存在著Cl-、Na+等離子雜質(zhì)的話(huà)，侵入的濕氣會(huì)帶著離子附在芯片表面，造成濕氣腐蝕的出現(xiàn)。塑封料具有很高的純度，但是在塑封的操作過(guò)程中，要盡量降低芯片表面存在的離子濃度。條件允許的話(huà)，可使用離子捕捉劑進(jìn)行處理。

3.2 預(yù)防濕氣

在進(jìn)行塑封操作前，工作人員需要對(duì)芯片表面進(jìn)行觀察。如果在芯片表面出現(xiàn)玷污或者是發(fā)黃現(xiàn)象的話(huà)，就需要在塑封前進(jìn)行離子清洗操作，以對(duì)分層問(wèn)題進(jìn)行改善或者是消除分層出現(xiàn)的幾率；在塑封操作后，對(duì)器件進(jìn)行測(cè)試，若屬于良品的話(huà)，則需要進(jìn)行真空烘烤。在塑封后，需要定期使用MSL可靠性或者是超聲掃描分層檢查對(duì)濕氣進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。一旦發(fā)現(xiàn)器件已經(jīng)被侵入濕氣，則需要將器件連續(xù)24 h放置于125℃的烘箱中進(jìn)行去濕操作，在去濕后方可使用，以提高器件使用的有效性。在使用防靜電真空包裝的過(guò)程中，工作人員需要將干燥劑放置于靜電包裝塑料袋中，以起到預(yù)防濕氣的作用。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，塑封技術(shù)也趨于成熟，但是不可避免會(huì)出現(xiàn)分層問(wèn)題，因此需要工作人員對(duì)塑封材料進(jìn)行調(diào)整，提高塑封的可靠性，以擴(kuò)大塑封的應(yīng)用范圍。

參考文獻(xiàn)

[1]劉培生，盧穎，王金蘭，陶玉娟.塑封集成電路分層的研究[J].電子元件與材料，2013（11）.

[2]方強(qiáng).塑封功率器件分層失效機(jī)理研究與工藝改進(jìn)[D].復(fù)旦大學(xué)，2009.

[3]方行.塑封功率器件中Cu/EMC界面分層失效的實(shí)驗(yàn)與計(jì)算分析研究[D].復(fù)旦大學(xué)，2010.

[4]楊江勤.國(guó)產(chǎn)塑封半導(dǎo)體器件可靠性試驗(yàn)的研究[D].電子科技大學(xué)，2012.

[5]石海忠，張學(xué)兵，張蓓蓓，聶蕾.導(dǎo)電膠性能對(duì)器件分層的影響[J].電子與封裝，2011（12）.

endprint

摘要文章先是對(duì)分層進(jìn)行概述，又詳細(xì)闡述了分層分類(lèi)，最后分析介紹了分層解決方案的制定，以避免分層問(wèn)題的出現(xiàn)，降低器件失效的幾率，提高可靠性。

關(guān)鍵詞塑封；分立器件；分層問(wèn)題；可靠性

中圖分類(lèi)號(hào)：TN406 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0168-01

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，集成電路的封裝與貼裝技術(shù)得到了極大的進(jìn)步，而塑封成為封裝領(lǐng)域中最重要的封裝工藝。而塑封器在使用的過(guò)程中，不僅在資金成本上具備很大的優(yōu)勢(shì)，而且使用壽命較長(zhǎng)，但是塑封還是存在很多的不足之處。如果封裝材料中的分層現(xiàn)象較為嚴(yán)重的話(huà)，會(huì)對(duì)塑封器件的使用性能造成不良影響，影響內(nèi)部電路的正常運(yùn)行。因此需要對(duì)塑封器件的分層問(wèn)題進(jìn)行解決，以提高其工作效率。

1分層概述

在塑封器的使用過(guò)程中，由于使用了不同參數(shù)，因此造成不同材料的粘結(jié)界面存在著分離或者是剝離的現(xiàn)象，屬于內(nèi)應(yīng)力問(wèn)題中的一種，會(huì)影響塑封器的正常工作與使用壽命。分層主要是因?yàn)椴牧系牟煌斐蔁崤蛎浵禂?shù)的不同，從而對(duì)濕氣與熱應(yīng)力造成破壞。

在框架式塑封器件中，分層問(wèn)題主要集中在芯片截面和封裝樹(shù)脂、引線框架界面和封裝樹(shù)脂、引線框架界面和導(dǎo)電膠、載片界面和封裝樹(shù)脂、導(dǎo)電膠界面和芯片等區(qū)域。而在BGA的封裝中，主要發(fā)生在銅基片DAP與封裝樹(shù)脂界面。塑封器件的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1塑封器件的結(jié)構(gòu)圖

2分層分類(lèi)分析

2.1 熱應(yīng)力分析

在塑封中存在很多的封裝材料，例如：金屬引線框架、金絲、封裝樹(shù)脂、粘接料以及芯片等，芯片的熱膨脹系數(shù)是3.5×10-6/K，比引線、硅片等略高一些。因此在塑封器件處在高溫或者是低溫環(huán)境中時(shí)，會(huì)與其他材料的熱膨脹系數(shù)存在差異，從而造成不同材料粘接位置常見(jiàn)應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過(guò)某一種材料的承受能力時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)斷裂強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度，產(chǎn)生分層。

在對(duì)界面中存在的應(yīng)力數(shù)值進(jìn)行分析時(shí)，可以使用多種方法，例如區(qū)域能量釋放理論、有限元法、虛擬裂紋閉合技術(shù)以及J積分法等。有限元分析法在封裝失效分析中較為適用，不僅能夠?qū)Ψ庋b內(nèi)部的應(yīng)力分布情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，而且還能夠轉(zhuǎn)移載片、芯片、塑封之間存在的應(yīng)力。而在過(guò)去長(zhǎng)達(dá)十年的時(shí)間里，有效元分析法一直在失效分析中應(yīng)用，大大提高了分析的準(zhǔn)確性。Xue等對(duì)薄型陣列塑封器件中的界面進(jìn)行分析，主要是判斷溫度對(duì)其產(chǎn)生的影響，發(fā)現(xiàn)無(wú)任何外應(yīng)力存在的模型，即使溫降較為均勻，也會(huì)造成塑封器件的形變，出現(xiàn)垂直收縮。

有限元分析法的使用，銅基片DAP與封裝樹(shù)脂之間存在的應(yīng)力較高，而在溫差較大的環(huán)境中，兩者之間產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力會(huì)集中在某一個(gè)局部，如果超過(guò)兩者中的任意一個(gè)參數(shù)，將會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂的現(xiàn)象。

2.2 濕氣影響

塑封屬于一種非氣密性封裝，濕氣可以經(jīng)過(guò)封裝樹(shù)脂和引線框架之間的界面或者是封裝樹(shù)脂進(jìn)入塑封器件內(nèi)部，導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)腐蝕。在芯片封裝的過(guò)程中，濕氣腐蝕是導(dǎo)致器件出現(xiàn)失效的最大原因，會(huì)造成金屬表面出現(xiàn)水合氧化物，而氧化物后續(xù)又會(huì)吸收一部分的水汽，在封裝樹(shù)脂與金屬界面中出現(xiàn)了較為脆弱的部分，導(dǎo)致粘接失效。如果濕氣中存在著鉀-納-氯等離子的話(huà)，大大增加了芯片、引線框架以及DAP發(fā)生腐蝕的幾率，離解樹(shù)脂，從而出現(xiàn)分層或者是剝離的現(xiàn)象。在發(fā)生分層后，大大降低了濕氣侵入的難度，器件可靠性也大大降低。在組裝器件板時(shí)，在進(jìn)行高溫回流焊的操作中，濕氣會(huì)被汽化，產(chǎn)生大量的蒸汽壓力，塑封材料界面在熱應(yīng)力與蒸汽壓力的共同作用下，就可出現(xiàn)分層，也會(huì)造成裂紋的出現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成塑封體外開(kāi)裂，產(chǎn)生爆米花效應(yīng)。

3分層解決方案的制定

通過(guò)對(duì)分層產(chǎn)生原因的分析，筆者認(rèn)為可從兩個(gè)方面來(lái)制定分層解決方案：改進(jìn)封裝材料；預(yù)防濕氣。

3.1 改進(jìn)封裝材料

對(duì)分層影響最大的材料是封裝樹(shù)脂，主要在吸濕性、應(yīng)力以及粘接性等三個(gè)方面影響分層。而在塑封料的使用過(guò)程中，填料占據(jù)較大的比例，填料的不同會(huì)影響封裝材料的性能。環(huán)氧樹(shù)脂的熱膨脹系數(shù)為（50-90）×10-6/℃，而硅微粉的熱膨脹系數(shù)是0.6×10-6/℃，僅為環(huán)氧樹(shù)脂的1%。因此在高填料的選擇過(guò)程中，應(yīng)盡量使用熱膨脹系數(shù)較小的材料，從而降低熱應(yīng)力的影響，但是硅微粉的彈性模量卻較高，而填料一旦過(guò)多的話(huà)，就會(huì)增加應(yīng)力，因此工作人員要選取合適的封裝材料使用。

如果塑封材料中存在著Cl-、Na+等離子雜質(zhì)的話(huà)，侵入的濕氣會(huì)帶著離子附在芯片表面，造成濕氣腐蝕的出現(xiàn)。塑封料具有很高的純度，但是在塑封的操作過(guò)程中，要盡量降低芯片表面存在的離子濃度。條件允許的話(huà)，可使用離子捕捉劑進(jìn)行處理。

3.2 預(yù)防濕氣

在進(jìn)行塑封操作前，工作人員需要對(duì)芯片表面進(jìn)行觀察。如果在芯片表面出現(xiàn)玷污或者是發(fā)黃現(xiàn)象的話(huà)，就需要在塑封前進(jìn)行離子清洗操作，以對(duì)分層問(wèn)題進(jìn)行改善或者是消除分層出現(xiàn)的幾率；在塑封操作后，對(duì)器件進(jìn)行測(cè)試，若屬于良品的話(huà)，則需要進(jìn)行真空烘烤。在塑封后，需要定期使用MSL可靠性或者是超聲掃描分層檢查對(duì)濕氣進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。一旦發(fā)現(xiàn)器件已經(jīng)被侵入濕氣，則需要將器件連續(xù)24 h放置于125℃的烘箱中進(jìn)行去濕操作，在去濕后方可使用，以提高器件使用的有效性。在使用防靜電真空包裝的過(guò)程中，工作人員需要將干燥劑放置于靜電包裝塑料袋中，以起到預(yù)防濕氣的作用。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，塑封技術(shù)也趨于成熟，但是不可避免會(huì)出現(xiàn)分層問(wèn)題，因此需要工作人員對(duì)塑封材料進(jìn)行調(diào)整，提高塑封的可靠性，以擴(kuò)大塑封的應(yīng)用范圍。

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