什么网站从做系统电子商务网站的建设与规划

什么网站从做系统,电子商务网站的建设与规划,做网站编辑心得,苏州老字号企业官方的网站策划书目录 引言 1 范围 2 术语与定义 3 参考文件 4 裸片附着力 4.1 模塑引线键合封装 胶粘剂连接工艺的潜在失效原因#xff1a; 共晶焊连接工艺的主要风险#xff1a; 表 1—— 原因 - 失效关联关系示例 4.2 倒装芯片封装 5 表征方法 5.1 裸片剪切试验 裸片剪切强度失…目录引言1 范围2 术语与定义3 参考文件4 裸片附着力4.1 模塑引线键合封装胶粘剂连接工艺的潜在失效原因共晶焊连接工艺的主要风险表 1—— 原因 - 失效关联关系示例4.2 倒装芯片封装5 表征方法5.1 裸片剪切试验裸片剪切强度失效判据分离模式分类方法适用性高温裸片剪切试验5.2 纽扣剪切试验试验特点数据分析方法适用性5.3 引线框架拉伸试验5.4 柱拉伸试验试验设备要求施力要求试验特点5.5 激光剥离技术试验流程样品制备试验要求5.6 倒装芯片凸点拉伸试验试验设备要求施力要求试验特点5.7 剥离试验试验分析要点试验标准与要求5.8 楔形试验试验模式试验标准与流程数据分析5.9 悬臂梁试验能量释放率ERR计算 [13]界面强度表征5.10 三点弯曲试验试验要求试验流程5.11 混合模式弯曲试验试验装置与分析6 方法对比与评估6.1 方法范围与应用领域表 2—— 第 5 章表征方法的适用范围补充说明6.1.1 失效表征技术6.1.2 界面表征方法方法特点6.1.3 附着强度测量方法方法局限性重复性保障6.2 失效机制判定试验失效判据环境因素影响方法选型建议7 总结与建议引言裸片、引线框架与周围材料之间的界面分层是影响集成电路IC可靠性的主要问题之一。文献中已记载多种用于表征裸片在这些界面处附着力的方法其中部分方法已实现标准化。本出版物旨在为材料选择、鉴定或过程监控阶段的方法选型提供指导。1 范围本文件明确了用于表征裸片附着力的各类方法并针对产品或技术生命周期的不同阶段指导应选用何种方法。注本文件中收录的方法并非适用于所有裸片 - 封装结构。2 术语与定义裸片附着力裸片与粘性材料如模塑化合物之间稳定且牢固的连接状态。附着强度通过特定方法如剪切或拉伸分离两种材料所需的力。蠕变固体材料在应力作用下发生缓慢且永久性变形的趋势。I 型裂纹失效模式由垂直于裂纹面的载荷引发的张开型或拉伸型裂纹。II 型裂纹失效模式由平行于裂纹面滑动方向的载荷引发的滑开型或面内剪切型裂纹。注裂纹面沿垂直于裂纹前缘的方向相对滑动。III 型裂纹失效模式由平行于裂纹面且垂直于裂纹扩展方向的载荷引发的撕开型或面外剪切型裂纹。磨损固体表面因与其他材料相互作用而发生的材料损耗现象。3 参考文件ASTM D3165《通过单搭接层压组件的拉伸载荷测定胶粘剂剪切强度性能的标准试验方法》ASTM D3433《粘合金属接头中胶粘剂劈裂断裂强度的标准试验方法》ASTM D3762《铝的胶粘剂粘合表面耐久性的标准试验方法楔形试验》ASTM D903《胶粘剂粘结剥离或剥离强度的标准试验方法》ASTM F459《微电子引线键合拉伸强度测量的标准试验方法》JESD22-B109《倒装芯片拉伸试验》JESD22-B115《焊球拉伸试验》MIL-STD-883 方法 2012.7《射线照相检验》MIL-STD-883 方法 2019《裸片剪切强度》MIL-STD-883 方法 2027《基板附着强度》MIL-STD-883 方法 2030《裸片附着的超声波检验》MIL-STD-883 方法 2031.1《倒装芯片剥离试验》SEMI G63-95《裸片剪切强度测量的试验方法》SEMI G69-0996《引线框架与模塑化合物之间附着强度测量的试验方法》4 裸片附着力直接或间接影响裸片附着力的失效机制包括疲劳机制蠕变磨损界面断裂因污染或残留物导致的润湿性不足失效时间受封装设计与结构的影响显著。4.1 模塑引线键合封装裸片与裸片焊盘的连接主要有两种技术胶粘剂连接和焊料连接。胶粘剂通常采用聚酰亚胺、环氧树脂或银填充玻璃焊料连接则常用 Sn-Ag、Sn-Ag-Cu、Au-Si、Au-Sn、Pb-Sn 合金或纯金。此类封装的三个关键界面示意图如图 1 所示。图 1—— 裸片附着力界面图中标识裸片、裸片焊盘、圆角、粘结层、模塑化合物界面 A裸片 - 胶粘剂 - 焊盘界面 B裸片 - 模塑化合物界面 C模塑化合物 - 裸片焊盘 / 引线框架界面 C 的分层虽不直接影响裸片相关界面但需纳入考量 —— 因其会对裸片相关界面的分层及相关失效模式产生影响。胶粘剂连接工艺的潜在失效原因裸片附着圆角过大导致裸片附着区域污染且在进行裸片剪切试验时引发问题裸片附着圆角过小导致裸片分层或裸片开裂。共晶焊连接工艺的主要风险空洞尤其是大尺寸空洞。空洞会改变应力分布进而引发裸片开裂。表 1 概述了裸片界面处 “原因 - 失效” 的关联关系其中 “裸片起翘” 列涵盖分层失效情况。4.1 模塑引线键合封装续表 1—— 原因 - 失效关联关系示例失效原因裸片与模塑化合物分离裸片从引线框架起翘裸片开裂胶粘剂短路键合点起翘污染✔️✔️裸片附着空洞过多✔️✔️裸片附着覆盖不完整✔️✔️裸片附着胶粘剂固化不足✔️✔️裸片悬伸✔️粘结层厚度不足✔️裸片顶出力过大✔️无空洞✔️裸片附着材料粘度异常✔️胶粘剂涂覆量异常✔️裸片附着胶粘剂固化排气✔️✔️裸片附着材料树脂渗至键合焊盘✔️4.2 倒装芯片封装倒装芯片封装存在多个易发生分层或断裂的界面见图 2。本出版物不涵盖内聚失效模式。针对热载荷引发的应力相关失效已对以下界面开展研究bump - 底部填充材料裸片 - 模塑化合物裸片 - 底部填充材料其中底部填充材料的附着力是影响倒装芯片组件可靠性的关键因素。关于倒装芯片封装的详细可靠性分析示例。图 2—— 倒装芯片封装界面示例图中标识裸片、印刷电路板PCB、圆角、底部填充材料、模塑化合物、焊料界面 A裸片 - 模塑化合物界面 B裸片 - 底部填充材料界面 Cbump - 底部填充材料界面 D底部填充材料 - 阻焊层设计中以下几何或材料特性会影响界面强度的退化PCB 厚度、热膨胀系数CTE及杨氏模量底部填充材料 / 胶粘剂的热膨胀系数及杨氏模量裸片尺寸表面处理方式润湿角圆角宽度与高度助焊剂残留物。需针对应力强度因子、能量释放率G及相位角Ψ开展设计特异性灵敏度分析。5 表征方法本节概述用于表征裸片与周围材料界面的现有方法并提供标准参考依据。5.1 裸片剪切试验依据 MIL-STD-883 方法 2019 及 SEMI G63-95裸片剪切试验通过对裸片施加平行于裸片附着基板平面的应力测定半导体裸片与封装裸片附着基板如引线框架的裸片焊盘或密封封装的腔体之间的附着强度应力作用于以下两个界面裸片 - 裸片附着材料界面裸片附着材料 - 基板界面。典型的裸片剪切试验机图 3包含以下组件载荷施加机构能以满量程 ±5% 或 50 克取公差更大者的精度向裸片施加指定载荷裸片接触工具与裸片边缘全长接触确保力从边缘一端均匀施加至另一端定位机构确保裸片接触工具与裸片附着平面垂直旋转机构确保固定裸片的夹具可相对于接触工具旋转使裸片边缘与接触工具始终保持平行观察系统至少 10 倍放大倍率的双目显微镜及照明设备便于试验过程中观察裸片与接触工具状态.图 3—— 裸片剪切试验若在模塑前进行裸片剪切试验仅当接触工具操作空间不足时需进行样品预处理 —— 预处理方式会影响试验结果。试验过程中施加的力需满足以下条件之一足以使裸片从附着基板上脱落达到裸片剪切强度下限值的两倍取先满足者。施力方向必须垂直于裸片边缘且平行于裸片附着平面或基板平面。初始接触后工具的相对位置不得在垂直方向发生变化即需避免工具接触裸片附着材料或基板。裸片剪切强度失效判据以裸片面积为函数确定。分离模式分类裸片自身剪切断裂残留硅材料裸片与裸片附着材料分离裸片与裸片附着材料共同从封装基板分离。方法适用性监控场景对特定封装的试验数据进行对比时该方法效率最高局限性受圆角高度影响难以对比不同材料的附着力数据鉴定场景仅作为筛选附着力较差器件的指示性试验尚无模型可将失效曲线与实际应用环境条件关联。高温裸片剪切试验焊料回流温度会使裸片与引线框架界面产生高应力同时多数有机胶粘剂的附着强度在高温下会大幅下降 —— 两者共同作用导致焊料回流过程中易发生大量分层失效。因此高温下的裸片剪切强度检测具有重要意义此外该试验也适用于裸片附着强度易超过设备量程的大尺寸裸片。高温裸片剪切试验可使用上述试验机搭配加热台完成试验装置与流程除加热台温度外均与室温试验一致温度可由用户定义典型温度为 240℃。失效模式分析可为材料选择提供进一步参考。5.2 Button shear testButton shear test图 4用于量化器件中两层材料的界面强度假设该界面存在固有裂纹 [5,8]同时可评估湿度、温度等环境因素的影响通常适用于模塑化合物与引线框架的界面或倒装芯片封装的相关界面。图 4—— Button shear test该方法是 SEMI G69-0996 中规定的三种可选方法之一文献 [8] 中记载了多种应用案例。试验可使用经校准的标准剪切试验设备。试验特点需制备特定结构样品无需依赖高成本生产工艺可采用拉伸或弯曲方法作为替代试验流程附着强度计算由峰值载荷换算为单位面积强度N/mm²。数据分析通过有限元建模获取界面应力计算界面应变能密度、能量释放率G及相位角Ψ根据剪切高度可在 G-Ψ 曲线图中定义理论失效判据。方法适用性无用于鉴定的绝对判定标准因此该方法主要用于材料选择。5.3 引线框架拉伸试验本方法用于表征模塑化合物与引线框架的附着力。试验使用经校准的拉伸试验机及特定试样将引线框架材料从模塑化合物中拉出。该方法是 SEMI G69-0996 中规定的三种可选方法之一附着强度计算结果以单位面积强度N/mm²表示。图 5—— 引线框架拉伸试验5.4 Stud pull testStud pull test需将接触工具以特定方式连接至裸片确保可对裸片整个表面施加垂直于裸片表面的力图 6。图 6—— Stud pull test依据 MIL-STD-883 方法 2027Stud pull test的目的是测定裸片在承受垂直于其表面偏差 ±10° 以内的力时的附着强度。试验设备要求拉伸强度试验机需能施加相当于 6895kPa 乘以最大被测裸片面积的力精度为 ±5% 或 50 克力取公差更大者。施力要求施加的力需满足以下条件之一足以使裸片从附着基板上脱落达到规定最小拉伸强度的两倍取先满足者。试验特点可定义失效判据。5.5 激光剥离技术激光剥离技术 的重复性较高需保证被测器件DUT足够薄其原理是激光脉冲照射样品背面转化为机械应力脉冲若应力脉冲强度足够可使样品正面的一层或多层材料发生分层。试验流程应力脉冲幅值通过聚焦于样品正面的位移干涉仪测定失效判定通过光学或声学手段检测样品正面是否发生分层阈值确定在样品不同位置逐步提高激光能量进行测试直至首次观察到分层结合该阈值激光照射时的干涉数据计算引发分层所需的临界应力。样品制备在样品背面依次涂覆两层膜溅射金属膜厚度 100nm硅酸钠水玻璃涂层厚度约为微米级。试验过程中激光脉冲烧蚀金属膜硅酸钠涂层限制烧蚀产物扩散从而在样品内部形成应力脉冲。由于金属膜会被烧蚀同一位置无法重复测试相邻测试点间距需大于 2 倍光斑直径避免硅酸钠涂层受相邻光斑影响产生损伤典型光斑直径为 2-3mm。试验要求需投入大量精力制备样品且需额外配备正位移干涉仪作为分析工具。5.6 倒装芯片bump拉伸试验依据 JESD22-B109 及 MIL-STD-883 方法 2031.1倒装芯片剥离试验的目的是测定裸片在承受垂直于其表面偏差 ±5° 以内的力时的附着强度。试验设备要求拉伸强度试验机需能对键合点施加应力精度为 ±5% 或 ±0.25 克力取公差更大者。施力要求施加的力需满足以下条件之一足以使裸片从附着基板上脱落达到规定最小拉伸强度的两倍达到该力即判定为失效。试验特点可定义失效判据。图 7—— 倒装芯片拉伸试验5.7 剥离试验剥离试验用于测定分离粘结表面所需的强度通常针对 “薄层材料粘结于厚基板” 的场景。该方法具有对比性适用于评估胶粘剂、胶带或其他连接方式的性能。试验分析要点需判断断裂类型 —— 内聚断裂、粘附断裂、混合断裂或基板自身断裂试验结果以剥离强度表示。试验标准与要求参考标准ASTM D903试样规格柔性或刚性材料均可试样宽度为 25mm结果计算通常以平均载荷除以试样宽度表示试验设备可使用单柱或双柱试验框架样品数量需测试足够多样品以降低不均匀性带来的影响。图 8—— 剥离试验5.8 楔形试验楔形试验用于测定胶粘剂界面的断裂能通过楔形工具劈开粘结接头。样品可暴露于高湿度、高温环境也可采用仅施加静态应力的替代试验方案。试验模式典型为 I 型试验若各层厚度不同需考虑 II 型失效分量的影响。试验标准与流程参考标准ASTM D3762试验步骤插入楔形工具产生初始裂纹随后监测裂纹随时间的扩展情况裂纹扩展驱动力主要来自被楔形工具分离的梁的刚度且随裂纹扩展逐渐减小。数据分析可通过应力作用下的裂纹长度计算能量释放率。图 3—— 楔形试验图中标识楔形工具、载荷 F5.9 悬臂梁试验依据 ASTM D3433本试验用于测定胶粘剂粘结的 I 型断裂能表征含缺陷胶粘剂的断裂韧性。与楔形试验类似需先插入楔形工具产生初始裂纹随后以特定速率拉伸分离两根梁 —— 载荷增加会导致梁的挠度增大。能量释放率ERR计算 [13]公式G (F²/(2w)) / (dC/dl)其中F施加的力w样品宽度C梁的柔度l裂纹长度。界面强度表征以裂纹扩展时的能量释放率G 值作为界面强度的表征指标。图 4—— 悬臂梁试验5.10 三点弯曲试验依据 SEMI G69-0996本方法用于计算模塑化合物与引线框架之间的附着强度。试验要求试样规格需制备带 “预制裂纹” 的专用试样引线框架尺寸已知模塑化合物仅涂覆于引线框架一侧预制裂纹制备在引线框架一侧涂覆定量脱模剂通过超声波检测验证裂纹长度试样数量至少需 2 个试样。试验流程试样支撑在试样下表面靠近两端处设置两个支撑点载荷施加在试样上表面中心处施加力设备与数据记录使用拉伸试验机以恒定速率加载记录峰值载荷载荷骤降前的最大值即断裂发生时的载荷“真实附着强度” 计算需进行两次试验 —— 一次试样模塑化合物朝上一次引线框架朝上分别计算两种应力条件下的附着强度。图 5—— 三点弯曲试验5.11 混合模式弯曲试验本方法采用生产样品无需计算试样的残余应力及裂纹尖端奇异性 [9]适用于其他方法如弯曲试验因试样脆性或残余应力导致失效的场景。试验可通过预处理或预老化研究温度、湿度的影响。试验装置与分析装置基于混合模式凿形夹具的试验装置文献 [9] 中记载了该装置及推荐试验流程数据分析通过有限元FEM断裂力学计算能量释放率。图 6—— 混合模式弯曲试验图中标识载荷 FII 型面内剪切混合模式I 型 II 型6 方法对比与评估采用以下标准评估各方法的潜在应用范围操作成本制备被测器件DUT及执行试验所需的成本试验速度是否足以融入生产流程重复性是否可实现测量系统分析GrR典型结果如何能否生成定量或定性数据覆盖失效机制试验可覆盖哪些失效机制典型灵敏度如何能否区分不同失效机制破坏性试验是否影响器件完整性试验后器件是否仍可用于生产适用性试验数据适用于何种决策或产品开发 / 生产的哪个阶段判定标准区分合格与不合格器件的临界值参考依据描述该方法的标准或文献。6.1 方法范围与应用领域用于表征裸片与周围材料附着力的方法可分为三类表征分层、裂纹或界面薄弱等失效现象的技术测量界面材料特异性附着力的方法测量产品特异性附着强度的方法。表 2 概述了第 5 章中各方法的适用范围。表 2—— 第 5 章表征方法的适用范围方法模式参考标准适用封装类型适用界面5.1 裸片剪切试验II 型MIL-STD-883 方法 2019倒装芯片裸片 - 基板5.2 纽扣剪切试验II 型SEMI G69-0996模塑引线键合封装模塑化合物 - 引线框架5.3 引线框架拉伸试验——SEMI G69-0996模塑引线键合封装模塑化合物 - 引线框架5.4 柱拉伸试验——MIL-STD-883 方法 2027多种封装裸片 - 基板5.5 激光剥离技术——[1,2]倒装芯片基板 - 焊球、铜 - 电介质5.6 倒装芯片凸点拉伸试验——JESD22-B109倒装芯片裸片 - 基板5.7 剥离试验I 型ASTM D903多种封装裸片 - 薄膜5.8 楔形试验I 型ASTM D3762多种封装胶粘剂粘结界面5.9 悬臂梁试验I 型ASTM D3433多种封装胶粘剂粘结界面5.10 三点弯曲试验II 型SEMI G69-0996模塑引线键合封装模塑化合物 - 引线框架5.11 混合模式弯曲试验I 型 II 型[9]多种封装胶粘剂粘结界面补充说明附录 A 中推荐了适用于倒装芯片封装各界面的表征方法文献 [7] 中提供了示例如何基于能量释放率ERR和相位角测量结果对倒装芯片 BGA 封装的圆角高度等设计参数及相应材料进行选型附录 B 中给出了模塑引线键合封装界面表征的推荐方法。6.1.1 失效表征技术以下检测方法通常用于在环境应力试验前后表征界面的分层、裂纹或空洞情况适用于鉴定、过程控制或生产监控超声波检测参考 MIL-STD-883 方法 2030X 射线检测参考 MIL-STD-883 方法 2012.7。需注意在通过这些方法得出定量结论前需先评估其对空洞表征的灵敏度。6.1.2 界面表征方法以下技术通过测定分离两层材料所需的力生成定量结果可用于附着力测量主要适用于开发阶段的材料选择纽扣剪切试验引线框架拉伸试验剥离试验楔形试验悬臂梁试验三点弯曲试验混合模式弯曲试验激光剥离技术。方法特点均需制备特定试样操作简便但需将试验结果关联至实际应用条件混合模式弯曲试验采用生产样品可减少 “试验 - 应用” 的关联性问题结果仅用于相对评估通过对比不同材料的裸片 - 周围材料附着强度筛选最优材料部分方法如剥离试验需测试大量样品以避免试验操作引入的干扰若试验结果用于有限元FEM模拟输入建议先对试验条件进行灵敏度分析结果可用于计算特定界面的能量释放率局限性纽扣剪切试验和剥离试验受塑性变形及残余应力松弛影响 [10,11]剪切试验无法量化剪切模式因裸片材料可能发生内聚失效 [12]生产监控适用性需制备专用试样的方法无法用于生产线高频监控建议采用 “混合模式弯曲试验使用生产样品” 或 “在线设备参数监控”可定期在裸片附着工艺后取样通过柱拉伸试验或裸片剪切试验监控附着力稳定性。6.1.3 附着强度测量方法以下方法采用生产样品通过测定失效时的力来评估附着强度裸片剪切试验柱拉伸试验。方法局限性受塑性变形及残余应力松弛影响 [10,11]由于缺乏 “合格 - 不合格” 判定曲线与实际应用条件的关联无法绝对判定特定器件在给定应用条件下的适用性。重复性保障裸片剪切试验和柱拉伸试验的 GrR 数据通过标准砝码校准生成但该过程仅覆盖设备相关影响未考虑操作、人员或样品制备的影响需保持所有边界条件稳定以获得可重复结果在此前提下若试验值低于目标值该指示性试验可揭示界面薄弱问题。6.2 失效机制表征方法主要针对空洞和分层导致的附着力薄弱问题用于量化附着力的方法基于已有裂纹通过测量裂纹扩展来开展不直接判定是否达到失效状态而是为计算界面特性如能量释放率提供输入指示性试验如柱拉伸试验、裸片剪切试验通过测量界面分离时的力针对不同界面面积生成定量结果测量范围受裸片尺寸或最大施加力限制失效区分通过应力试验后对被测器件DUT的细致分析可检测裸片起翘极端分层形式或裸片裂纹并与分层现象区分。判定试验失效判据可采用空洞体积或分层面积但需注意这些参数的测量精度有限且无法将试验中的失效条件与实际应用环境下的失效分布相关联。环境因素影响附着力相关失效机制需结合温度和湿度进行表征 —— 界面处的高湿度可使附着力降低 20%-40%[14]。方法选型建议需根据具体界面选择合适的方法。例如激光剥离技术适用于测量裸片与底部填充材料的附着力而模塑化合物与裸片、或模塑化合物与引线框架的附着力测量采用简单的纽扣剪切试验或三点弯曲试验更优。7 总结与建议在新工艺或新材料的开发表征与鉴定阶段选用试验方法的最佳实践建议如下开发初期表征通过能量释放率并筛选可靠性最高的材料设计阶段对封装进行仿真通过设计优化规避风险鉴定阶段执行指示性试验生产阶段监控附着强度的变化。