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新聞資訊

案例分析:基于溫度循環試驗判斷半導體分離器件不良現象

更新時間  2020-07-04 22:27:36 立博app 閱讀

    li1:daiceqijianjingguo1,000xiaoshiwenduxunhuanshiyanhouceshijieguoxianshidianxingweikailuzhuangtai。tongguobuliangpinfenxishiyan,boliqijianwaibusufengjiaohoufaxianjingpianyukuangjiahanjieguochengzhongsuoshiyongyinjiangzaiyujingpianbeimiandehanjiequyuchuxianduanliezhuangtai(tu1)。tongchangbandaotiqijianhanjiesuoshiyongdeyinjiangdechengfenweixi/yin/tong,jingpiandejicaiweigui。hanjieguochengzhonghanjiewendudesheding,yinjiangliangdekongzhi,jingpianderoupiancishu,sufengjiaozhurendeyalidengdouhuiduichanpindezuizhongkekaoxingzaochengyingxiang。dangqijianchuyujiduanwendubianchajishurupianyakaiguanmoshixia,qijianzaizuiboruodebutongjiezhijiehemianhuichuxiankailuzhuangkuang,congerzaochengqijianzhengtigongnenghuodianlumokuaideshixiao。ruguogezhongcailiaozaigaodiwenxiatongguogezidepengzhangxishusuochanshengdeyinglimeiyoutongguojiehemianzhijiandeshouchongjiegoudedaoshifang,zhezhongyingxiangkenenghuitongguoyinjiangdejiehemianjiangyinglichuandaodaoqijianzuiweicuiruodejingpianneibu,zaochengxinpianneibudewulisunshang,suizhushiyanshijiandejiju,zuizhongzaochengdianxingdebuliang,zuiyanzhongdeqingkuangxiahuixianshichujingpiandeduanliehuoshaohui。

    例2:待測器件在溫度循環試驗之后出現焊接銀漿重新融化現象(圖2) ,在外力的擠壓下,銀漿流動到晶片表面,造成器件短路。通常焊接用銀漿的熔點在260℃以上,銀漿在測試過程中的重新融化現象表明測試過程中晶片的結溫超出銀漿的融化所需溫度。理論上晶片的結溫取決于外部環境溫度和PN結本身在偏壓作用下的溫度升高。溫度循環試驗中環境溫度最高為125℃,當PN結在合理偏壓的設定條件下器件的結溫不會超出器件的最大允許結溫設定,一般為150℃或175℃ ,不會出現銀漿重融現象。因為焊接用銀漿和器件框架均包含金屬成分,其散熱性能良好,在正常情況下可以將晶片的結溫通過銀漿、框架有效傳導到器件外部消除結溫過高對晶片的損害。
    通常的問題出在銀漿焊接過程中流動性不好造成晶片底部銀漿空洞,當結溫急劇升高時,空洞中的空氣無法將結溫通過銀漿有效傳導出器件外,造成晶片局部;溫度過高出現熱點,導致銀漿的融化。這種現象要求在銀漿焊接的工藝制程中有效控制每顆材料焊接過程中的單個最大空洞面積和銀漿總體有效焊接面積,避免PN結溫度傳遞中的問題。同樣對于器件熱阻較高的產品,當環境溫度升高時由于熱阻的迅速升高,可能遠遠超出產品設計規格,器件的結溫會迅速躥升超出最大允許結溫,此時過高的溫度會造成銀漿的重新融化,這要求在晶片的設計過程中通過工藝的改進,減少熱阻的影響,從而同時提高產品的工作效率。
    從以上實例分析中可以看到溫度循環測試對于半導體分離器件在內部不同介質界面的可靠性測試中充分反映出潛在需要提高的問題,為產品的最終應用提供有效的評估方法。
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