鍵合質(zhì)量與電子元器件應(yīng)用可靠性
曹宏斌
(西安微電子技術(shù)研究所,陜西西安710054)
1引言
電子系統(tǒng)的高可靠性依賴于元器件的可靠性。元器件的高可靠性，在性能指標(biāo)上，除了具有長壽命、大功率、高頻率外，在產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)上，要具有抗輻射、抗靜電、抗閂鎖（CMOS）,高密封性。在電氣性能上要具有低功耗、耐壓、耐高溫、耐低溫及在惡劣環(huán)境下的適應(yīng)能力。在器件鍵合質(zhì)量上又不得不提出新的高標(biāo)準(zhǔn)要求。這就要求科技人員在鍵合質(zhì)量上不得不做深入的研究和探索工作。元器件鍵合點的任何松動和脫落，會導(dǎo)致電子整機系統(tǒng)失靈、程序錯亂、目標(biāo)丟失，帶來的后果不堪設(shè)想。因此，元器件的鍵合質(zhì)量的控制（包括引線鍵合和芯片鍵合）是必不可少的。元器件鍵合質(zhì)量是軍工產(chǎn)品質(zhì)量控制、生產(chǎn)過程控制中的重點之重。
鍵合質(zhì)量分析包括引線鍵合和芯片鍵合。引線鍵合分析包括芯片壓點、Si－Al絲、外殼壓點。芯片鍵合分析主要討論導(dǎo)電膠對芯片鍵合質(zhì)量的影響。
2元器件芯片壓點的質(zhì)量分析
引線鍵合一般要通過嚴(yán)格的芯片鏡檢，但在芯片鈍化層的制造過程中，一般采用聚酰亞胺（P－I）、Si3N4及PSG鈍化膜。PSG作為民品芯片鈍化層。Si3N4鈍化層經(jīng)過刻蝕后，芯片壓點比較正常。特別是采用聚酰亞胺（P－I）作為鈍化保護層時，局部壓點偶然出現(xiàn)異常，壓點顏色不均勻。
下面介紹對元器件壓點經(jīng)過P－I鈍化刻蝕后的左上角發(fā)白區(qū)域和右下角黑色區(qū)域分別進行掃描電鏡定性分析。
壓點上的鋁層采用Al－Si電子束蒸發(fā)工藝制作。壓點左上角發(fā)白區(qū)域的測試深度為0.5μm，結(jié)果如表1所示。