多腔體密封集成電路的顆粒碰撞噪聲檢測(cè)PIND分析

張克琦

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，如今各領(lǐng)域?qū)τ诙嗲惑w密封集成電路的需求也在持續(xù)增加。在此背景下，為能夠有效降低可動(dòng)多余物對(duì)多腔體密封集成電路可靠性的影響，必須要對(duì)產(chǎn)品的每個(gè)腔體進(jìn)行顆粒碰撞噪聲檢測(cè)PIND分析，以至于產(chǎn)品通常需要遭受兩次或者兩次以上的PIND碰撞沖擊和振動(dòng)影響，一部分人認(rèn)為此種影響可能會(huì)影響到多腔體密封集成電路的整體質(zhì)量。基于此，本文將基于多腔體密封集成電路的特點(diǎn)，通過試驗(yàn)檢測(cè)評(píng)估的方式對(duì)PIND分析所造成的影響進(jìn)行試驗(yàn)分析，進(jìn)而為多腔體密封集成電路科學(xué)檢測(cè)提供次數(shù)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：密封集成電路;顆粒碰撞噪聲檢測(cè);PIND分析

前言：現(xiàn)階段，因?yàn)榧夹g(shù)等因素的影響，在多腔體密封集成電路制造過程中，其腔體內(nèi)部將可能會(huì)留有粘接材料、外殼多余物、芯片邊緣材料以及其他顆粒狀物質(zhì)，這些物質(zhì)在遭受外力的激勵(lì)以后，將會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂捎坞x物，同時(shí)與腔體內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生相互碰撞，引發(fā)電路短路以及其他方面的危害。針對(duì)此種情況，多腔體密封集成電路在出廠前必須要采用PIND對(duì)腔體內(nèi)部可動(dòng)多余物進(jìn)行碰撞噪聲檢測(cè)，確保問題的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決。

1 多腔體密封集成電路的特點(diǎn)

近些年來，隨著各領(lǐng)域?qū)τ谄骷阅芗翱煽啃砸蟮某掷m(xù)提高，多腔體密封集成電路已經(jīng)逐步得到應(yīng)用和普及，如近些年來得到快速普及應(yīng)用的某雙腔體產(chǎn)品，其便是在產(chǎn)品上下各設(shè)置有一個(gè)腔體，并在腔體內(nèi)部安裝有高精度芯片，以此來降低外界環(huán)境對(duì)芯片所造成的影響。但因?yàn)橹圃旒夹g(shù)等因素的限制，相關(guān)產(chǎn)品的密封腔體中將可能會(huì)留有可動(dòng)多余物，這些多余物在實(shí)際應(yīng)用過程中將可能會(huì)引發(fā)諸多嚴(yán)重的后果，所以該如何對(duì)可動(dòng)多余物進(jìn)行有效檢出已經(jīng)成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)問題。

現(xiàn)階段，常用的檢測(cè)方式為聲波檢測(cè)，在常態(tài)環(huán)境下，聲波的在陶瓷中的傳播速度為5842m/s，是空氣中傳播速度的17倍左右[1];同時(shí)，在能量衰減方面來看，聲波在固體中傳播時(shí)的實(shí)際衰減相對(duì)較小，并且多腔體密封集成電路所采用的陶瓷厚度通常為8mm，因而聲波在傳播過程中所造成的能量衰減幾乎可以忽略不計(jì)。因此，統(tǒng)合分析來看，從理論上來說可以通過聲波對(duì)多腔體密封集成電路中的任意腔體中的可動(dòng)多余物進(jìn)行快速精準(zhǔn)檢測(cè)進(jìn)行檢測(cè)。

但與其他檢測(cè)項(xiàng)目存在一定區(qū)別，PIND檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際檢測(cè)過程中可能會(huì)出現(xiàn)復(fù)檢失效不復(fù)現(xiàn)的情況，所以通常在檢驗(yàn)過程中，若是發(fā)現(xiàn)有一次檢驗(yàn)為失效，那么便可以視作為檢驗(yàn)失敗。之所以會(huì)出現(xiàn)此種情況，主要是因?yàn)楹芏嗫蓜?dòng)多余物在實(shí)際檢測(cè)過程中可能會(huì)卡在芯片邊緣、管殼轉(zhuǎn)角等位置[2]，處于這些位置的可動(dòng)多余物在檢測(cè)過程中大多不會(huì)產(chǎn)生噪聲，再加上產(chǎn)品的不同腔體的高度也可能會(huì)存在一定差異，多方面因素綜合后導(dǎo)致檢測(cè)失敗。

2 試驗(yàn)與思考

在實(shí)際試驗(yàn)過程中將會(huì)使用某批次新制造出的多腔體密封產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，該批次共擁有450個(gè)產(chǎn)品，根據(jù)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全部篩選檢測(cè)。具體檢測(cè)過程中將會(huì)通過PIND檢測(cè)技術(shù)分別在產(chǎn)品上下蓋板處進(jìn)行貼合檢測(cè)試驗(yàn)，具體檢測(cè)中所使用的檢測(cè)頻率將會(huì)根據(jù)產(chǎn)品的兩個(gè)腔體高度來進(jìn)行合理確定，即大腔體檢測(cè)頻率為120Hz，小腔體檢測(cè)頻率為130Hz[3]。

在首輪檢測(cè)過程中，共發(fā)現(xiàn)有8個(gè)產(chǎn)品出現(xiàn)檢測(cè)失效情況，其中6個(gè)產(chǎn)品為大腔體檢測(cè)失效，4個(gè)產(chǎn)品的小腔體檢測(cè)失效，大小腔體均檢測(cè)失效的只有1個(gè)產(chǎn)品。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果可知，該批次的產(chǎn)品中存在有6個(gè)產(chǎn)品大腔體檢測(cè)失效的情況，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，檢測(cè)失效率超過1%以后需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行復(fù)檢，因而需要進(jìn)行次輪檢測(cè)。在次輪檢測(cè)過程中，再次發(fā)現(xiàn)有6個(gè)產(chǎn)品存在檢測(cè)失效情況，其中大腔體檢測(cè)失效的有4個(gè)，小腔體檢測(cè)失效的有3個(gè)，大小腔體均檢測(cè)失效的僅有1個(gè)。

基于此檢測(cè)結(jié)果可知，多腔體密封產(chǎn)品確實(shí)存在大小腔體檢測(cè)結(jié)果不一致的情況，所以在實(shí)際檢測(cè)過程中，通過一次檢測(cè)來精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)多腔體密封集成電路中存在可動(dòng)多余物的難度相對(duì)較大，需要根據(jù)每個(gè)腔體的實(shí)際情況合理計(jì)算出檢測(cè)頻率，并以此來進(jìn)行針對(duì)性檢測(cè)。

不過PIND檢測(cè)技術(shù)作為一種沖擊、振動(dòng)檢驗(yàn)技術(shù)，其在檢測(cè)過程中將會(huì)多產(chǎn)品造成沖擊和振動(dòng)影響，也就是上述產(chǎn)品在檢驗(yàn)過程中已經(jīng)遭受到4次沖擊和振動(dòng)影響，根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)可知，產(chǎn)品在遭受超過5次PIMD檢測(cè)后將會(huì)視作為不合格產(chǎn)品，但為能夠進(jìn)一步驗(yàn)證此標(biāo)準(zhǔn)，確定多次檢測(cè)后產(chǎn)品質(zhì)量，將會(huì)以產(chǎn)品極限試驗(yàn)法進(jìn)行繼續(xù)檢測(cè)分析[4]。

3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)過程中將對(duì)兩輪檢測(cè)中共14個(gè)檢測(cè)失效樣品進(jìn)行繼續(xù)檢測(cè)，具體檢測(cè)為兩輪4次，并分別在試驗(yàn)結(jié)束后對(duì)樣品進(jìn)行電測(cè)試。在電測(cè)試以后，對(duì)于參數(shù)變化較為明顯的而樣品進(jìn)行密封檢測(cè)、X-Ray檢測(cè)、鍵合拉力試驗(yàn)檢測(cè)、剪切力試驗(yàn)檢測(cè)，若是樣品在電測(cè)試中未出現(xiàn)明顯變化，那么將會(huì)樣品中隨機(jī)抽取3個(gè)樣品進(jìn)行檢測(cè)，剩余的樣品則會(huì)繼續(xù)進(jìn)行PIND檢測(cè)，然后再完成密封檢測(cè)、X-Ray檢測(cè)、鍵合拉力試驗(yàn)檢測(cè)、剪切力試驗(yàn)檢測(cè)。

在經(jīng)過多次檢測(cè)以后，共獲取表1中的試驗(yàn)結(jié)果，其中“P”為檢驗(yàn)合格，“F”為檢驗(yàn)不合格，通過此試驗(yàn)再次證明PIMD檢測(cè)失效的不可復(fù)檢性。

4 試驗(yàn)結(jié)果分析

樣品在經(jīng)過密封試驗(yàn)和X-Ray試驗(yàn)檢測(cè)中合格，則說明PIND檢測(cè)對(duì)樣品密封性能造成的影響相對(duì)較小;樣品在鍵合拉力測(cè)試試驗(yàn)及剪切力測(cè)試試驗(yàn)中合格，則說明樣品的鍵合絲與芯片、芯片與管殼之間的連接和固定效果相對(duì)優(yōu)秀。若是PIND檢測(cè)會(huì)對(duì)樣品造成沖擊和振動(dòng)影響，那么樣品在多次檢測(cè)后將會(huì)便顯出鍵合點(diǎn)接觸不良或者芯片、管殼內(nèi)部出現(xiàn)損傷等情況，該些損傷情況均會(huì)在電測(cè)試中進(jìn)行有效表現(xiàn)，尤其是針對(duì)鍵合絲與芯片、芯片與管殼之間的連接和固定情況若是表現(xiàn)異常，那么電測(cè)試將會(huì)表現(xiàn)出檢驗(yàn)結(jié)果明顯下降或者會(huì)出現(xiàn)接觸不良等情況，然而在試驗(yàn)過程中所有樣品的電測(cè)試均合格，不過考慮檢測(cè)儀器的精度等因素可能會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成影響，所以相關(guān)檢測(cè)結(jié)果僅可以用作為具體研究參考。

現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中雖然規(guī)定多腔體密封產(chǎn)品在經(jīng)過5次PIND檢測(cè)以后拒收相關(guān)產(chǎn)品，但隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，相比較原本小批量多批次產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，如今生產(chǎn)工藝中的封裝工藝已經(jīng)得到進(jìn)一步提升，所以雖然在經(jīng)過多次PIND檢測(cè)后，產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性可能會(huì)存在一定下降，但仍然有很大幾率合格。此外，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)雖然規(guī)定經(jīng)過5次檢測(cè)后拒收的標(biāo)準(zhǔn)，但其實(shí)質(zhì)是擔(dān)心在多次試驗(yàn)后可能會(huì)出現(xiàn)可動(dòng)多余物比例不收斂對(duì)后續(xù)使用造成影響。

5 結(jié)語

綜上所述，通過PIND檢測(cè)技術(shù)對(duì)多腔體密封集成電路產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)雖然可以有效避免可動(dòng)多余物對(duì)后續(xù)多腔體密封集成電路產(chǎn)品的實(shí)際使用造成影響，但PIND檢測(cè)技術(shù)作為一種沖擊和振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，很多人會(huì)擔(dān)心其會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成影響，但結(jié)合研究可以發(fā)現(xiàn)，雖然PIND檢測(cè)技術(shù)會(huì)造成一定影響，但影響卻不足以對(duì)多腔體密封集成電路產(chǎn)品造成損害。當(dāng)然，為保障產(chǎn)品的最終質(zhì)量和可靠性，在實(shí)際檢測(cè)過程中最好還是依據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，將檢測(cè)次數(shù)控制在5次以內(nèi)。

參考文獻(xiàn)：

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