本發(fā)明屬于電路結(jié)構(gòu)分析領(lǐng)域，具體涉及一種陶瓷封裝單片集成電路結(jié)構(gòu)分析方法。
背景技術(shù)：
元器件是航天等高可靠應(yīng)用領(lǐng)域的重要組成部分，其可靠性甚至直接決定任務(wù)的成敗。目前，元器件在使用前會(huì)經(jīng)過一系列篩選試驗(yàn)，提出有缺陷的元器件，但元器件的固有可靠性并沒有提高，固有可靠性通常由元器件的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝控制決定，因此需要一種可靠性評(píng)價(jià)方法，來確定元器件的結(jié)構(gòu)、材料是否存在潛在的隱患，即結(jié)構(gòu)分析。
結(jié)構(gòu)分析作為一種可靠性評(píng)估方法，對(duì)于航天等高可靠應(yīng)用領(lǐng)域元器件的質(zhì)量保證起著重要的作用。結(jié)構(gòu)分析不同于dpa(破壞性物理分析)，dpa是對(duì)元器件固定結(jié)構(gòu)進(jìn)行符合性檢查，其依據(jù)是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。而結(jié)構(gòu)分析是對(duì)元器件設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、材料、工藝等要素進(jìn)行評(píng)價(jià)，是通過對(duì)元器件的各要素進(jìn)行一系列深入細(xì)致的分析來確定元器件是否存在潛在的、能引起致命性失效和可靠性隱患的方法。
結(jié)構(gòu)分析最初是國外針對(duì)半導(dǎo)體器件開展的。目前國內(nèi)航天領(lǐng)域也針對(duì)不同類別元器件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，然而國內(nèi)的元器件結(jié)構(gòu)分析還局限于dpa的一系列試驗(yàn)評(píng)價(jià)，對(duì)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、材料等要素的分析覆蓋性不足。
單片集成電路是電氣系統(tǒng)的重要組成部分，在航天等高可靠應(yīng)用領(lǐng)域，單片集成電路一般采用陶瓷封裝，因此，需要一種適合的結(jié)構(gòu)分析方法來評(píng)價(jià)陶瓷封裝單片集成電路的可靠性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提出一種陶瓷封裝單片集成電路結(jié)構(gòu)分析方法,解決目前元器件結(jié)構(gòu)分析對(duì)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、材料、工藝等要素分析覆蓋性不足的問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種陶瓷封裝單片集成電路結(jié)構(gòu)分析方法，包括以下步驟：
步驟一：將陶瓷封裝單片集成電路元件分為形態(tài)、外殼、內(nèi)部互聯(lián)、內(nèi)部環(huán)境、芯片五個(gè)結(jié)構(gòu)類別；
步驟二：對(duì)陶瓷封裝單片集成電路元件形態(tài)進(jìn)行分析，檢查集成電路元件標(biāo)識(shí)是否完整、清晰可辨；
步驟三：對(duì)陶瓷封裝單片集成電路元件外殼進(jìn)行分析，包括檢查引線/引出端表面是否有損傷，引線/引出端表面95％以上的面積被新焊料層覆蓋；外殼基體表面至少有一層鍍層，鍍層表面無劃痕、損傷；基體—?dú)どw封接環(huán)表面至少有一層鍍層，封接環(huán)材料中無空洞；引線與基體焊接界面無空洞，引線在施力后無松動(dòng)；
步驟四：對(duì)陶瓷封裝單片集成電路元件內(nèi)部互聯(lián)進(jìn)行分析：包括內(nèi)引線材料表面無損傷、毛刺；內(nèi)引線未使用梁式引線，引線間距大于引線直徑的兩倍；引線與基體鍵合界面無空洞，鍵合點(diǎn)未用任何材料加固；
步驟五：對(duì)陶瓷封裝單片集成電路元件內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行分析：包括水汽含量不超過5000ppm；氧氣含量不超過2000ppm；內(nèi)部未使用干燥劑，殼蓋/基體表面沒有粘有粘性物質(zhì)；
步驟六：對(duì)陶瓷封裝單片集成電路元件芯片進(jìn)行分析：包括未使用倒裝芯片的粘接方式；粘接材料中空洞面積小于整體粘接棉結(jié)的30％，粘接材料爬升高度小于芯片高度的1/3，芯片表面至少有一層鈍化層；空洞或缺陷寬度不超過線 寬的30％；接觸孔金屬覆蓋面積大于接觸孔面積的80％。
所述步驟三中，引線在施加2.22n的力后無松動(dòng)。
所述步驟四中，鍵合強(qiáng)度一致性cpl值大于1.00。
所述步驟六中，在50倍顯微鏡下芯片四周無毛刺。
本發(fā)明的顯著效果在于：對(duì)于全部要素的分析，可給出評(píng)價(jià)器件可靠性及對(duì)特定應(yīng)用環(huán)境適應(yīng)性的結(jié)論，并且能根據(jù)實(shí)際應(yīng)用給出合理改進(jìn)建議。同時(shí)，對(duì)要素的分析更關(guān)注所用材料、工藝及結(jié)構(gòu)對(duì)實(shí)際應(yīng)用的影響，有效避免了現(xiàn)有結(jié)構(gòu)分析方法和dpa的分析覆蓋性不足。
具體實(shí)施方式
一種陶瓷封裝單片集成電路結(jié)構(gòu)分析方法，包括以下步驟：
步驟一：將陶瓷封裝單片集成電路元件分為形態(tài)、外殼、內(nèi)部互聯(lián)、內(nèi)部環(huán)境、芯片五個(gè)結(jié)構(gòu)類別；
步驟二：對(duì)陶瓷封裝單片集成電路元件形態(tài)進(jìn)行分析，檢查集成電路元件標(biāo)識(shí)是否完整、清晰可辨；
步驟三：對(duì)陶瓷封裝單片集成電路元件外殼進(jìn)行分析，包括檢查引線/引出端表面是否有損傷，引線/引出端表面95％以上的面積被新焊料層覆蓋；外殼基體表面至少有一層鍍層，鍍層表面無劃痕、損傷；基體—?dú)どw封接環(huán)表面至少有一層鍍層，封接環(huán)材料中無空洞；引線與基體焊接界面無空洞，引線在施加2.22n的力后無松動(dòng)。
步驟四：對(duì)陶瓷封裝單片集成電路元件內(nèi)部互聯(lián)進(jìn)行分析：包括內(nèi)引線材料表面無損傷、毛刺；內(nèi)引線未使用梁式引線，引線間距大于引線直徑的兩倍；引線與基體鍵合界面無空洞，鍵合點(diǎn)未用任何材料加固，鍵合強(qiáng)度一致性cpl值大于1.00。
步驟五：對(duì)陶瓷封裝單片集成電路元件內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行分析：包括水汽含量不超過5000ppm；氧氣含量不超過2000ppm；內(nèi)部未使用干燥劑，殼蓋/基體表面沒有粘有粘性物質(zhì)。
步驟六：對(duì)陶瓷封裝單片集成電路元件芯片進(jìn)行分析：包括未使用倒裝芯片的粘接方式；粘接材料中空洞面積小于整體粘接棉結(jié)的30％，粘接材料爬升高度小于芯片高度的1/3，在50倍顯微鏡下芯片四周無毛刺；芯片表面至少有一層鈍化層；空洞或缺陷寬度不超過線寬的30％；接觸孔金屬覆蓋面積大于接觸孔面積的80％。