硅片级可靠性(工艺可靠性)
产品可靠性取决于设计,工艺和封装 相同设计规则,相同工艺和封装的不同产品应有相同的可靠性水平 可靠性要从源头-设计抓起 可靠性是内在质量,是靠‘做’出来的,不是靠‘测’出来的
可靠性设计
电路设计的可靠性考虑 器件和版图结构设计的可靠性考虑 工艺设计的可靠性考虑
可靠性设计 -电路设计时的考虑
耗损失效期
在曲线的最后区域,失效速率急剧上升,意味着封装器件达到了预期寿命,诸如开裂和过度的应力不可能对该区域有重大影响,因为这些问题造成的失效应更早出现。引起该失效的最典型的原因是较慢锈蚀过程的累积效应。失效速率开始快速上升的时间应该超过系统的预期寿命,以保证消费者的质量要求。
(三)硅片级可靠性设计和测试
可靠性试试验 (1)
可靠性评价不可能等待器件自然失效后再进行测试和分析,而是通过一系列模拟环境和加速试验,使器件在较短的时间内失效,然后再进行失效机理的分析。 加速因子包括潮气、温度、一般的环境应力和剩余应力等。 设计合理的加速试验,可以达到检测器件可靠性的目的。 选择合适的样本数也是可靠性试验的关键参数之一,因为样本数少了,不能真实反映器件的可靠性,样本数太大的话,又会造成资源的浪费,需用数理统计方法,合理选择样本数。
28
MTTF (Years) 125oC 60% UCL
243
MTTF (Years) 90oC 60% UCL
4060
温度循环(T/C)
条件: 500 cycles, -65℃ to +150℃ at a ramp rate of 25℃/min and with 20 min dwell at each temperature extreme 目的:模拟环境温度变化,考核温度交替变化对产品机械/电性能的影响,暴露粘片/键合/塑封等封装工艺/材料缺陷,及金属化/钝化等圆片工艺问题 失效机理:不同材料间热膨胀系数差异造成界面热匹配问题,造成金线断裂、键合脱落致使开路,塑封开裂使密封性失效、界面分层使热阻增大 、钝化层开裂、硅铝接触开路、芯片开裂