引起電子封裝加速失效的因素有哪些？
作者：
salmon範
編輯：
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來源：
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發布日期： 2021.01.09
環境和材料的載荷和應力，如濕氣、溫度和汙染物，會加速塑封器件的失效。塑封工藝正在封裝失效中起到了關鍵作用，如濕氣擴散係數、飽和濕氣含量、離子擴散速率、熱膨脹係數和塑封材料的吸濕膨脹係數等特性會極大地影響失效速率。導致失效加速的因素主要有潮氣、溫度、汙染物和溶劑性環境、殘餘應力、自然環境應力、製造和組裝載荷以及綜合載荷應力條件。
1、 潮氣
潮氣能加速塑封微電子器件的分層、裂縫和腐蝕失效。在塑封器件中， 潮氣是一個重要的失效加速因子。與潮氣導致失效加速有關的機理包括粘結麵退化、吸濕膨脹應力、水汽壓力、離子遷移以及塑封料特性改變等等。潮氣能夠改變塑封料的玻璃化轉變溫度Tg、彈性模量和體積電阻率等特性。
2、溫度
溫度是另一個關鍵的失效加速因子，通常利用與模塑料的玻璃化轉變溫度、各種材料的熱膨脹洗漱以及由此引起的熱-機械應力相關的溫度等級來評估溫度對封裝失效的影響。溫度對封裝失效的另一個影響因素表現在會改變與溫度相關的封裝材料屬性、濕氣擴散係數和金屬間擴散等失效。
3、汙染物和溶劑性環境
汙染物為失效的萌生和擴展提供了場所，汙染源主要有大氣汙染物、濕氣、助焊劑殘留、塑封料中的不潔淨例子、熱退化產生的腐蝕性元素以及芯片黏結劑中排出的副產物（通常為環氧）。塑料封裝體一般不會被腐蝕，但是濕氣和汙染物會在塑封料中擴散並達到金屬部位，引起塑封器件內金屬部分的腐蝕。
4、殘餘應力
芯片粘結會產生單於應力。應力水平的大小，主要取決於芯片粘接層的特性。由於模塑料的收縮大於其他封裝材料， 因此模塑成型時產生的應力是相當大的。可以采用應力測試芯片來測定組裝應力。
5、自然環境應力
在自然環境下，塑封料可能會發生降解。降解的特點是聚合鍵的斷裂，常常是固體聚合物轉變成包含單體、二聚體和其他低分子量種類的黏性液體。升高的溫度和密閉的環境常常會加速降解。陽光中的紫外線和大氣臭氧層是降解的強有力催化劑，可通過切斷環氧樹脂的分子鏈導致降解。將塑封器件與易誘發降解的環境隔離、采用具有抗降解能力的聚合物都是防止降解的方法。需要在濕熱環境下工作的產品要求采用抗降解聚合物。
6、製造和組裝載荷
製造和組裝條件都有可能導致封裝失效，包括高溫、低溫、溫度變化、操作載荷以及因塑封料流動而在鍵合引線和芯片底座上施加的載荷。進行塑封器件組裝時出現的爆米花現象就是一個典型的例子。
7、綜合載荷應力條件
在製造、組裝或者操作的過程中，諸如溫度和濕氣等失效加速因子常常是同時存在的。綜合載荷和應力條件常常會進一步加速失效。這一特點常被應用於以缺陷部件篩選和易失效封裝器件鑒別為目的的加速試驗設計。
