IC芯片等產（chǎn）品高溫測試失效原因分析
作者：
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編輯（jí）：
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來源：
網絡（luò）
發布日期： 2020.06.10
一、問題描述
因有一款產品在COB功能檢測完全正（zhèng）常（cháng），但在後工序生產中有部份產品在高溫（wēn）時出現功能不良，當溫度降低（dī）後又恢複功能的不穩定現象。另（lìng）外，根據客戶提供的（de）資料，該批產（chǎn）品所使用的IC表麵可能（néng）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係: PCB、IC、邦定線、黑膠。但主要的原因是在IC質（zhì）量有缺陷的前提下，由（yóu）於黑膠、邦定線、PCB各（gè）部分的（de）熱膨脹係數(CTE)，在（zài）高溫條件下，黑膠可能拉動（dòng）邦定線，導致接觸不良使得IC功能喪失。在低溫條件下則（zé）不會發生上述問題。材料的CTE是電子產品產生內（nèi）應力的重要原因之一，當各種材料（liào）的CTE不一致時，在高溫的條件下（xià），由於材（cái）料受熱之後膨脹的程度不同，就可能出現功能失（shī）效、短路斷路等（děng）問題。各種材料的（de）CTE的影響因素如下（xià）:
1、PCB的因素
PCB的類（lèi）型(Fr-4、 CEM1、CEM3)、PCB的厚度（dù）(薄板、厚板)不同都會（huì）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（dà），在Fr-4 板上體現得越（yuè）明顯。另外，板材越厚，CTE越低，板材越薄，CTE越高。
2、邦定（dìng）線的因（yīn）素
邦定線的長度、大小與其能承受的拉（lā）力成反比，如果邦定線很長，即使很微小熱膨脹導致（zhì）的（de）應（yīng）力都（dōu）可以將其拉斷，反之亦然（rán）。另外（wài）IC線數過密，封膠時黑膠（jiāo）不能完全填充內（nèi）部的孔隙就已經固化，這樣產品（pǐn）經過（guò）受熱或冷卻，黑膠CTE會明（míng）顯增大。
3、黑膠本身的因（yīn）素
這個是重要的因素，不（bú）同的黑膠產品所使用（yòng）的填料(碳酸鈣、氧化矽、氧化鋁等)及用量(40~100份)都不盡相同，使用不同的填料生（shēng）產出（chū）來，黑膠產品（pǐn）的CTE差別很大（dà）。而填料的用量越大的話，CTE就會越低（dī）。對於CTE要求較嚴（yán）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（gāo）度等對黑（hēi）膠（jiāo）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，而且封膠麵積越大，導致（zhì）應力產生的可能性就越大。另外，IC的質量也關係到高溫功能測試能（néng）否正常的重要因素。該產品（pǐn）的高溫測試是在60℃下進行測（cè）試的，在該條件下，各種材料的膨脹程度並不大，黑（hēi）膠在Tg以下的CTE為45ppm/℃，不足以拉斷邦（bāng）定線導致功能喪（sàng）失。黑膠在120~130℃的條件（jiàn）下固化60分鍾，Tg
可以達到130℃左右。根據聚合物時溫等效（xiào）原理，在溫度不變的情況（kuàng）下，延長固化時間與在固（gù）化時間不變的情況下，提高固化溫度，都可以提高產品（pǐn）Tg。固化時（shí）間（jiān）、固化（huà）溫度對Tg的影響如下:
高Tg的產品勢必有較高（gāo）的CTE,對於CTE要求較嚴的產品則必須在不影響產品質量的前提下可以采用（yòng）以（yǐ）下方法（fǎ）來降（jiàng）低材料膨脹程度（dù）:.
1、在（zài）中溫條件下(120℃左右（yòu）)固化。
2、采用分（fèn）別（bié）升溫的方法，先在80~90℃下固化20分（fèn）鍾左右，在提升到高溫。
3、采（cǎi）用填充量較高的黑（hēi）膠產品。.
三、建議方案
根據客戶的實際情況和（hé）需求，采用填料填充量（liàng）為70 phr的高填充量黑膠，為（wéi）了降低熱膨脹（zhàng）程度（dù），建議客（kè）戶采（cǎi）用在以下條件進（jìn）行固（gù）化:常溫升溫至（zhì）80℃，恒溫20分鍾，升溫至120℃，恒溫60分（fèn）鍾，再降溫到80℃，保持10分（fèn）鍾，此時可（kě）以打（dǎ）開高溫老化（huà）試驗箱取出。(該固化條件隻適用於該產品，其它產品建議采用原固化條件或根據產品特性（xìng）而定)
