爆公尺花效應
爆公尺花效應(popcorm effect)特指因封裝產生裂紋而導致晶元報廢的現象,這種現象發生時,常伴有爆公尺花般的聲響,故而得名。
典型案例
2023年,sony公司的ccd質量事故給這家公司帶來了數億美元的損失,也把整個數位相機製造業搞得焦頭爛額,狼狽不堪。最後查出的原因其實非常簡單:ccd粘合劑效能不穩定,在高溫環境下會發生氣化,從而使ccd感測器的核心部分暴露在空氣中受潮而受到腐蝕。
2023年7月,nvidia公司製造的g84系列和g86系列gpu晶元同樣因為封裝材料出了問題,一旦核心溫度變化起伏較大,可能引發筆記本故障,導致出現影像重複、莫名字樣、螢幕條紋或不顯示影像等問題。
水汽爆裂是爆公尺花裂紋產生的主要原因
主要原因是塑封料中的水分在高溫下迅速膨脹使塑封料與其附著的其他材料間發生分離。
爆公尺花效應最容易出現在以塑封bga晶元上,因其晶元安裝所用的銀膏會吸水,一旦末加防範而徑行封牢塑體後,在下游組裝焊接遭遇高溫時,其水分將因汽化壓力而造成封體的爆裂。
近來十分盛行p-bga的封裝元件,不但其中銀膠會吸水,且**板之bt基材也會吸水,管理不良時也常出現爆公尺花現象。
防止晶元爆公尺花的措施
在ic 生產過程中,應從材料、製作工藝和製作環境三個方面加強管理。
封裝體內的實際水汽含量是由密封材料、封裝體本身、密封環境釋放的水和通過密封處漏入的水汽組成的。為防止水汽侵入,良好的鈍化覆蓋層(使用磷玻璃或氮化矽)是必要的,減少包封料中的離子沾汙物,在包封料中摻入雜質離子俘獲劑或離子清除劑,提高塑封料與引線框架間的粘接強度,在塑封料中加入填充物延長水汽滲透路徑,使用低吸水性包封料等。另外,封裝時的環境氣氛必須很乾燥,封裝前各部件應在真空和高溫下長時間烘烤,以去除水汽。
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