
分層為什么對芯片封裝這么致命?
芯片封裝是一個由多種材料構成的精密"三明治"。不同材料的熱膨脹系數(CTE)差異巨大,例如硅芯片幾乎不膨脹,而有機基板或塑封料則會膨脹很多。
當封裝經歷高低溫變化時,不同材料的脹縮步調不一,在結合界面處產生巨大的剪切應力。經過反復的冷熱循環,這種應力足以直接撕裂結合界面,產生肉眼看不見的內部裂紋和分層。
更糟糕的是,分層一旦產生,就會為水汽提供侵入的通道,加速腐蝕和電化學遷移,最終導致芯片電氣失效。這種"內傷"在普通外觀檢查中很難發現,但在產品投入使用后,會成為致命隱患。
?? 漏掉的"預處理",模擬的是真實世界的綜合考驗
芯片封裝的可靠性測試是一套嚴格的組合拳,并非只做溫度循環(TCT)一項。而預處理(Preconditioning, PC)往往是整個流程的起點,并遵循JESD22-A113標準。
它的核心目的,是模擬芯片從出廠、運輸,到最終在用戶工廠被焊接到電路板上這整個過程中,所經歷的各種環境應力,尤其是潮濕和高溫的考驗。
如果跳過預處理直接進行溫度循環,相當于讓一個從未受過潮濕和高溫沖擊的"新兵"去參加極限生存挑戰,無法真實地反映產品在實際場景下的可靠性。
"預處理"到底做了什么?
整個預處理流程模擬了芯片可能經歷的真實考驗:
初步體檢:先對芯片進行電性能測試(Electrical Test)和超聲波掃描(SAT),確保初始狀態,沒有裂紋或分層。
模擬環境應力(可選):先進行少量(如5次)溫度循環,模擬運輸途中可能經歷的溫度波動。
烘干:在125℃下烘烤24小時,模擬芯片出廠時的絕對干燥狀態。
吸濕考驗:將芯片置于恒溫恒濕箱中(如30℃/60%RH或85℃/85%RH),讓它吸收規定量的水汽,模擬庫存和運輸中的潮氣侵蝕。
挑戰——模擬回流焊:讓芯片經歷3次260℃左右的高溫回流焊。這模擬了它被焊接到電路板上的過程。此時,之前吸收的水分會在高溫下急劇汽化,瞬間產生巨大的蒸汽壓力,這對封裝結合界面的抗分層能力是考驗。
掃碼加微信掃碼加微信