IC芯片等產品高溫測試失效原因分析
作者：編輯：來源：發布時間：2020-06-12 10:28:00
一、問題描述
因有一款產品在COB功能檢測完全正常，但在后工序生產中有部份產品在高溫時出現功能不良，當溫度降低后又恢復功能的不穩定現象。另外，根據客戶提供的資料，該批產品所使用的IC表面可能有“傷痕”。二、原因分析
該產品的高溫失效問題，與COB各材料都有著密切的關系: PCB、IC、邦定線、黑膠。但最主要的原因是在IC質量有缺陷的前提下，由于黑膠、邦定線、PCB各部分的熱膨脹系數(CTE)，在高溫條件下，黑膠可能拉動邦定線，導致接觸不良使得IC功能喪失。在低溫條件下則不會發生上述問題。材料的CTE是電子產品產生內應力的重要原因之一，當各種材料的CTE不一致時，在高溫的條件下，由于材料受熱之后膨脹的程度不同，就可能出現功能失效、短路斷路等問題。各種材料的CTE的影響因素如下:1、PCB的因素
PCB的類型(Fr-4、 CEM1、CEM3)、PCB的厚度(薄板、厚板)不同都會對黑膠產品產生影響。Fr-4 本身的CTE比CEM-1和CEM-3要低得多，如果黑膠CTE過大，在Fr-4 板上體現得越明顯。另外，板材越厚，CTE越低，板材越薄，CTE越高。
2、邦定線的因素
邦定線的長度、大小與其能承受的拉力成反比，如果邦定線很長，即使很微小熱膨脹導致的應力都可以將其拉斷，反之亦然。另外IC線數過密，封膠時黑膠不能完全填充內部的孔隙就已經固化，這樣產品經過受熱或冷卻，黑膠CTE會明顯增大。
3、黑膠本身的因素
這個是最重要的因素，不同的黑膠產品所使用的填料(碳酸鈣、氧化硅、氧化鋁等)及用量(40~100份)都不盡相同，使用不同的填料生產出來，黑膠產品的CTE差別很大。而填料的用量越大的話，CTE就會越低。對于CTE要求較嚴的產品應該采用高填料填充量的黑膠產品。
4、IC的因素
芯片的大小高度等對黑膠的影響不是很大，但過大或者過高的IC會影響黑膠的觸變性，而且封膠面積越大，導致應力產生的可能性就越大。另外，IC的質量也關系到高溫功能測試能否正常的重要因素。該產品的高溫測試是在60℃下進行測試的，在該條件下，各種材料的膨脹程度并不大，黑膠在Tg以下的CTE為45ppm/℃，不足以拉斷邦定線導致功能喪失。黑膠在120~130℃的條件下固化60分鐘，Tg 可以達到130℃左右。根據聚合物時溫等效原理，在溫度不變的情況下，延長固化時間與在固化時間不變的情況下，提高固化溫度，都可以提高產品Tg。固化時間、固化溫度對Tg的影響如下:
1、在中溫條件下(120℃左右)固化。
2、采用分別升溫的方法，先在80~90℃下固化20分鐘左右，在提升到高溫。
3、采用填充量較高的黑膠產品。.
三、建議方案
根據客戶的實際情況和需求，采用填料填充量為70 phr的高填充量黑膠，為了降低熱膨脹程度，建議客戶采用在以下條件進行固化:常溫升溫至80℃，恒溫20分鐘，升溫至120℃，恒溫60分鐘，再降溫到80℃，保持10分鐘，此時可以打開高溫老化試驗箱取出。(該固化條件只適用于該產品，其它產品建議采用原固化條件或根據產品特性而定)
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