X射线光电子能谱(XPS)

在对许多材料的研究和应用中,了解其表面特性是很重要的。而要获得材料的表面特性,就需要一些特殊的仪器,对各种材料从成分和结构上进行表面表征。其中,X射线光电子能谱(XPS)由于其对材料表面化学特性的高度识别能力,成为材料表面分析的一种重要技术手段。 X射线光电子能谱的基本原理(图1)是当一束特定能量的X射线辐照样品,在样品表面发生光电效应,就会产生与被测元素内层电子能级有关的具有特征能量的光电子,对这些光电子的能量分布进行分析,便得到光电子能谱图。XPS起始于发现光电效应之后不久,1914年Rutherford即成功地表述了XPS的基本方程:     

功率器件漏电流的PEM定位和分析

光发射显微镜(PEM)系统是应用于微电子器件漏电流定位和分析的有效工具。利用PEM系统的激光光束诱导阻抗变化(OBIRCH)功能和光发射(EMMI)功能,从正面可直接对功率器件大的漏电流进行定位观察。利用PEM的EMMI功能,还可从背面对器件微弱的漏电流进行定位和分析。介绍了PEM系统对功率器件芯片不同量级的漏电流进行定位与分析的应用,为分析功率器件漏电流失效提供依据。     

镀钯铜线键合中FAB表面的钯覆盖

铜引线键合由于低廉的成本和优良的材料综合性能而受到越来越多的重视,而镀钯铜线较纯铜线的应用更为广泛。其中,自由空气球(FAB)上钯的覆盖情况是需要进行研究的问题之一。由于烧球工艺为瞬态过程,因此在形成FAB后其表面的钯可能会出现不均匀的分布,后续的塑封环节中低含量的钯区域就会遭受外界的侵蚀,这对焊点的可靠性会有不良的影响。基于此,针对线径20μm镀钯铜线FAB上的钯覆盖区域进行了探究,并采用定制化的化学腐蚀方案来显示FAB上钯膜较厚区域和较薄区域在形貌上的差异。此外还讨论了不同电子火焰熄灭(EFO)工艺参数样品的钯薄弱区形状参数,最后分析了影响FAB表面上钯薄弱区的主要工艺因素,得到了相关工艺参数参考值,对后续工艺的可靠性提升有一定的借鉴意义。     

芯片叠层封装的失效分析和热应力模拟

通过高温高湿加速实验对双芯片叠层封装器件的失效进行了研究,观察到存在塑封料与上层芯片、BT基板与塑封料或贴片胶的界面分层和下层芯片裂纹等失效模式.结合有限元分析对器件内热应力分布进行了计算模拟,分析了芯片裂纹的失效机理,并从材料性能和器件结构角度讨论了改善叠层封装器件可靠性的方法.     

芯片的EOS失效分析及焊接工艺优化

为了研究电过应力对功率MOSFET可靠性的影响,分别对含有焊料空洞、栅极开路和芯片裂纹缺陷的器件进行失效分析与可靠性研究.利用有限元分析、电路模拟及町靠性加速实验,确定了器件发生EOS失效的根本原因,并通过优化芯片焊接温度.时间曲线和利用开式感应负载测试方法,比较了工艺优化前、后器件抗EOS的能力,结果表明优化后器件的焊料空洞含量显著减少,抗EOS能力得到明显提高.     

Sn-3Ag-3Bi焊点剪切强度的研究

提出一种可有效降低测试误差的剪切强度测试方法。用该方法对Sn-Ag-Bi无铅焊料分别在Cu基板和Ni-P基板上的焊点,经不同的热时效后的剪切强度,进行了测量并对断裂面的微观结构进行了研究。结果显示,焊点的剪切强度及断裂位置与焊接界面金属间化合物(IMC)的组成和厚度有关。     

添加微量高熔点金属对无铅焊料性能的影响

研究了在SnAgCu、SnAgBi、SnZn三个系列无铅焊料中添加质量分数为0.1%的高熔点金属(Ni、Co、Fe)对其熔融特性、力学基本性能和浸润性的影响。结果表明,添加微量高熔点金属对焊料的熔融特性影响小于2%。添加微量Ni能明显改善SnAgCu系和SnZn系焊料的力学性能,并能使SnAgBi系焊料在铜表面的接触角降低约10%~14%。添加微量Co或Fe后的新焊料仅少部分性能指标有所提高,而部分性能参数则严重下降。     

微电子封装中Sn—Aq—Cu焊点剪切强度研究

提出了一种对微电子封装器件中焊点剪切强度进行测试的方法，可有效降低测试误差。利用该方法，对Sn—Ag—Cu无铅焊料分别在Cu基板和Ni-P基板上形成的焊点，经不同的热时效后的剪切强度进行了测量，并对断裂面的微观结构进行了研究。结果表明，新的剪切测试方法误差小，易于实施，焊点剪切强度、断裂面位置与焊料在不同基板界面上金属间化合物的形貌、成分有关。