MEMS封裝可靠性測(cè)試規(guī)范
作者：
網(wǎng)絡(luò)
編輯：
瑞凱儀器
來(lái)源：
網(wǎng)絡(luò)
發(fā)布日期： 2020.08.31
1.引言
1.1MEMS概念
微光機(jī)電系統(tǒng)(Micro ElectroMechanical Systems-——MEMS)，以下簡(jiǎn)稱(chēng)MEMS。MEMS是融合了硅微加工、LIGA (光刻、電鑄和塑鑄)和精密機(jī)械加工等多種微加工技術(shù)，并應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)構(gòu)成的微型系統(tǒng)。它在微電子技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，但又區(qū)別于微電子技術(shù)。它包括感知外界信息(力、熱、光、磁、電、聲等)的傳感器和控制對(duì)象的執(zhí)行器，以及進(jìn)行信號(hào)處理和控制的電路。MEMS器件和傳統(tǒng)的機(jī)器相比，具有體積小、重量輕、耗能低、溫升小、工作速度快、成本低、功能強(qiáng)、性能好等特點(diǎn)。
1.2MEMS封裝可靠性測(cè)試規(guī)范所含范圍
本可靠性測(cè)試規(guī)范涉及到在MEMS封裝工藝中的貼片(包括倒裝焊、載帶自動(dòng)焊)、引線鍵合、封蓋等幾個(gè)重要工藝的可靠性測(cè)試。每步工藝的測(cè)試項(xiàng)目可根據(jù)具體器件要求選用。
2.貼片工藝測(cè)試
2.1貼片工藝測(cè)試要求
貼片工藝是將芯片用膠接或焊接的方式連接到基座上的工藝過(guò)程。膠接或焊接的質(zhì)量要受到加工環(huán)境與工作環(huán)境的影響，因此要對(duì)膠接或焊接的質(zhì)量與可靠性進(jìn)行測(cè)試。膠接或焊接處表面應(yīng)均勻連接，無(wú)氣孔，不起皮，無(wú)裂紋，內(nèi)部無(wú)空洞，并能承受一定的疲勞強(qiáng)度。
在熱循環(huán)、熱沖擊、機(jī)械沖擊、振動(dòng)、恒定加速度等環(huán)境工作時(shí)，芯片與基座應(yīng)連接牢固，不能產(chǎn)生過(guò)大的熱應(yīng)力。芯片與基座無(wú)裂紋。
2.1貼片工藝測(cè)試項(xiàng)目
3.1引線鍵合工藝測(cè)試要求
引線鍵合工藝是用金或鋁線將芯片.上的信號(hào)引出到封裝外殼的管腳上的工藝過(guò)程。引線和兩焊點(diǎn)的質(zhì)量要受到加工環(huán)境與工作環(huán)境的影響，因此要對(duì)引線鍵合的質(zhì)量與可靠性進(jìn)行測(cè)試。要求用50倍的放大鏡進(jìn)行外觀檢查，主要檢查兩鍵合點(diǎn)的形狀、在焊盤(pán)上的位置、鍵合點(diǎn)引線與焊盤(pán)的粘附情況、鍵合點(diǎn)根部引線的變形情況和鍵合點(diǎn)尾絲的長(zhǎng)度等是否符合規(guī)定。在熱循環(huán)、熱沖擊、機(jī)械沖擊、振動(dòng)、恒定加速度等環(huán)境工作時(shí)，引線應(yīng)牢固、鍵合點(diǎn)具有一定的強(qiáng)度。
3.2引線鍵合工藝測(cè)試項(xiàng)目
4.1封蓋工藝測(cè)試要求
在貼片和引線鍵合工藝之后就是封蓋工藝。由于外殼與蓋板熱膨脹系數(shù)不一致 導(dǎo)致在封蓋過(guò)程中產(chǎn)生熱應(yīng)力，在熱循環(huán)、熱沖擊、機(jī)械沖擊、振動(dòng)、恒定加速度等環(huán)境工作時(shí)很容易產(chǎn)生機(jī)械和熱應(yīng)力疲勞，出現(xiàn)裂紋，同時(shí)發(fā)生泄漏現(xiàn)象。因此要求對(duì)蓋板的微小翹曲進(jìn)行測(cè)試和進(jìn)行氣密性測(cè)試。密封腔中水汽含量過(guò)高會(huì)造成金屬材料的腐蝕，要求進(jìn)行水汽含量的測(cè)試。
4.2封蓋工藝測(cè)試項(xiàng)目
5.1MEMS封裝可靠性篩選試驗(yàn)要求
MEMS封裝的失效率與時(shí)間的關(guān)系可分為三個(gè)階段:早期失效階段、偶然失效階段和耗損階段。一些具有潛在缺陷的早期失效產(chǎn)品，必須通過(guò)篩選試驗(yàn)來(lái)剔除掉。一般是在MEMS封裝上施加一定的應(yīng)力，施加應(yīng)力的大小應(yīng)有利于失效MEMS封裝的劣化，而不會(huì)損傷合格MEMS封裝。
5.2MEMS封裝可靠性篩選試驗(yàn)項(xiàng)目
6.1MEMS封裝可靠性壽命試驗(yàn)要求
壽命試驗(yàn)是指評(píng)價(jià)分析MEMS封裝壽命特征量的試驗(yàn)。它是在試驗(yàn)室里，模擬實(shí)際工作狀態(tài)或儲(chǔ)存狀態(tài)，投入一定量的樣品進(jìn)行試驗(yàn)，記錄樣品數(shù)量、試驗(yàn)條件、失效個(gè)數(shù)、失效時(shí)間等，進(jìn)行統(tǒng)計(jì).分析，從而評(píng)估MEMS封裝的可靠性特征值。一般采用加大應(yīng)力來(lái)促使樣品在短期內(nèi)失效的加速壽命試驗(yàn)方法。但不應(yīng)改變受試樣品的失效分布。
6.2MEMS封裝可靠性壽命試驗(yàn)項(xiàng)目
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