封裝缺陷
關注創建者：匿名 創建時間：2021-12-22
封裝缺陷的實例教程
簡介：電子器件是一個非常復雜的系統，其封裝過程的缺陷和失效也是非常復雜的。因此，研究封裝缺陷和失效需要對封裝過程有一個系統性的了解，這樣才能從多個角度去分析缺陷產生的原因。
1. 封裝缺陷與失效的研究方法論
封裝的失效機理可以分為兩類：過應力和磨損。過應力失效往往是瞬時的、災難性的；磨損失效是長期的累積損壞，往往首先表示為性能退化，接著才是器件失效。失效的負載類型又可以分為機械、熱、電氣、輻射和化學負載等。
影響封裝缺陷和失效的因素是多種多樣的， 材料成分和屬性、封裝設計、環境條件和工藝參數等都會有所影響。確定影響因素和預防封裝缺陷和失效的基本前提。影響因素可以通過試驗或者模擬仿真的方法來確定，一般多采用物理模型法和數值參數法。對于更復雜的缺陷和失效機理，常常采用試差法確定關鍵的影響因素，但是這個方法需要較長的試驗時間和設備修正，效率低、花費高。
在分析失效機理的過程中， 采用魚骨圖（因果圖）展示影響因素是行業通用的方法。魚骨圖可以說明復雜的原因及影響因素和封裝缺陷之間的關系，也可以區分多種原因并將其分門別類。生產應用中，有一類魚骨圖被稱為6Ms：從機器、方法、材料、量度、人力和自然力等六個維度分析影響因素。
這一張圖所示的是展示塑封芯片分層原因的魚骨圖，從設計、工藝、環境和材料四個方面進行了分析。通過魚骨圖，清晰地展現了所有的影響因素，為失效分析奠定了良好基礎。
2.
展開 這一特點常被應用于以缺陷部件篩選和易失效封裝器件鑒別為目的的加速試驗設計。
本文小結
本文主要討論了封裝缺陷和失效，包括引線變形、底座偏移、翹曲、芯片破裂、分層、空洞、不均勻封裝、毛邊、外來顆粒、不完全固化、爆米花和開裂等等。加速因子以及缺陷和失效的評估方法是確保塑封產品高質量和高可靠性的關鍵。
常見的金線材料則包含金、銅、鋁等等，由于金線的管徑細小，因此金線缺陷往往是芯片封裝制程最重要的挑戰之一，而金線缺陷包括金線偏移、斷裂以及交叉。而為了確保良率及提升性能，封裝制程廣泛使用多種類的線料。以下將說明如何透過Moldex3D IC封裝模塊，進行多種金線材料定義的偏移分析。
金線材料設定
步驟1：在Moldex3D網格前處理，用戶可產生芯片組件實體網格并設定金線，接著檢查圖層：SRMI$為芯片封裝實體網格圖層，WL$PF1為金線圖層。
步驟2：點選 Wire Material Setting，并按照提示欄顯示的訊息操作。
選擇曲線后，按下Enter。使用者可命名并指定金線材料群組的顏色。
步驟3：輸出項目分析用網格檔，并開啟Moldex3D Studio 建立新的項目。
步驟4：新增分析組別并指定不同群組的金線材料，并開啟下拉選單并點選材料精靈，開啟Moldex3D 材料精靈 。
挑選材料并以右鍵點選加入項目，點選所需材料后，關閉材料精靈。
用戶可下拉選取窗口個別指定金線的材料。
步驟5：確認顯示窗口中的材料信息。
展開 常見的金線材料則包含金、銅、鋁等等，由于金線的管徑細小，因此金線缺陷往往是芯片封裝制程最重要的挑戰之一，而金線缺陷包括金線偏移、斷裂以及交叉。而為了確保良率及提升性能，封裝制程廣泛使用多種類的線料。以下將說明如何透過Moldex3D IC封裝模塊，進行多種金線材料定義的偏移分析。
金線材料設定
步驟1：在Moldex3D網格前處理，用戶可產生芯片組件實體網格并設定金線，接著檢查圖層：SRMI$為芯片封裝實體網格圖層，WL$PF1為金線圖層。
步驟2：點選 Wire Material Setting，并按照提示欄顯示的訊息操作。
選擇曲線后，按下Enter。使用者可命名并指定金線材料群組的顏色。
步驟3：輸出項目分析用網格檔，并開啟Moldex3D Studio 建立新的項目。
步驟4：新增分析組別并指定不同群組的金線材料，并開啟下拉選單并點選材料精靈，開啟Moldex3D 材料精靈 。
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展開 T3Ster提供的瞬態熱學測試技術不僅能夠準確測試器件的結溫、熱阻值，還能分析器件內部的封裝結構。
T3Ster幫助客戶解決了什么問題?
由于T3Ster的測量啟動時間為1μs，它將提供更精確的測試結果。
當啟動測量時間為1μs時，ΔT=58.84°C
當啟動測量時間為1ms時，ΔT=49.97°C，誤差=16%
當啟動測量時間為40ms時，ΔT=33.74°C，誤差=43%
客戶證言
我們將繼續使用T3Ster測試芯片熱阻，并進一步利用T3Ster先進的結構函數功能進行器件的可靠性研究和封裝缺陷分析，為研發更新型、更高端的產品提供測試驗證支持 。
吳志高 技術總監
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常見的金線材料則包含金、銅、鋁等等，由于金線的管徑細小，因此金線缺陷往往是芯片封裝制程最重要的挑戰之一，而金線缺陷包括金線偏移、斷裂以及交叉。而為了確保良率及提升性能，封裝制程廣泛使用多種類的線料。以下將說明如何透過Moldex3D IC封裝模塊，進行多種金線材料定義的偏移分析。
（2）本體類的相關失效，如半導體材料缺陷或封裝中所用基板本身存在的問題。
（3）工藝波動造成的失效。
芯片介質層相關失效，如柵氧，金屬間介質層等缺陷；
硅襯底和SiO2界面間存在缺陷，如Dislocation等；
芯片后端金屬互聯層由于金屬的電遷移或含鹵素及鹵化物的污染造成的金屬腐蝕等；
封裝工藝參數不合理導致的管腳連線造成的短路或者開路等。
常見的金線材料則包含金、銅、鋁等等，由于金線的管徑細小，因此金線缺陷往往是芯片封裝制程最重要的挑戰之一，而金線缺陷包括金線偏移、斷裂以及交叉。而為了確保良率及提升性能，封裝制程廣泛使用多種類的線料。以下將說明如何透過Moldex3D IC封裝模塊，進行多種金線材料定義的偏移分析。
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面對使用壽命及可靠度的需求，如何采用最佳的配置進行封裝以減少缺陷發生，并提供產品最好的保護，是產業最重視的課題之一。由于影響封裝質量的變因項目會隨著制程復雜度增長，也使得研發階段尋求優化方案的難度提升；此外，IC封裝材料以及所使用的相關組件均價格不斐，因此在封裝研發的階段若能以透過CAE分析取代實驗試誤、及早找到最佳方案，便能大幅減少材料及運送等成本。
電子器件是一個非常復雜的系統，其封裝過程的缺陷和失效也是非常復雜的。因此，研究封裝缺陷和失效需要對封裝過程有一個系統性的了解，這樣才能從多個角度去分析缺陷產生的原因。
1. 封裝缺陷與失效的研究方法論
封裝的失效機理可以分為兩類：過應力和磨損。
適用情境：檢查邦定有無異常、封裝有無缺陷、確認晶粒尺寸及layout
優勢：工期短，直觀易分析
劣勢：獲得信息有限
局限性：
1、相同批次的器件，不同封裝生產線的器件內部形狀略微不同；
2、內部線路損傷或缺陷很難檢查出來，必須通過功能測試及其他試驗獲得。
簡介：電子器件是一個非常復雜的系統，其封裝過程的缺陷和失效也是非常復雜的。因此，研究封裝缺陷和失效需要對封裝過程有一個系統性的了解，這樣才能從多個角度去分析缺陷產生的原因。
1.
2、器件固有缺陷引起的失效
與器件固有缺陷有關的失效原因主要有：
表面問題、金屬化問題、壓焊絲鍵合問題、芯片鍵合問題、封裝問題、體內缺陷等。
在這幾種原因中，對器件可靠性影響較大的是表面問題、鍵合問題和粘片問題引起的失效，它們均帶有批次性，且經常重復出現。
例如，如果一個管芯的封裝有缺陷，則該產品可能會失效。
反過來，這需要一個完善的過程控制策略。KLA工業和客戶合作高級總監Chet Lenox表示：“向小芯片架構的轉變在先進封裝中帶來了許多檢查和計量方面的挑戰。” “首先，隨著越來越多的單個模具被集成，進來的模具質量要求變得越來越嚴格。這甚至在組裝之前就增加了對高度敏感的芯片級檢查，計量和分類的需求。
