FPC柔性模塊封裝錫膏錫膠深圳福英達(dá)分享：電源循環(huán)試驗(yàn)-鋁鍵合線的可靠性
FPC柔性模塊封裝錫膏錫膠深圳福英達(dá)分享：電源循環(huán)試驗(yàn)-鋁鍵合線的可靠性
錫膏_焊錫膏_超微焊料_助焊膏生產(chǎn)商-深圳福英達(dá)是一家集錫膏、錫膠及合金焊粉產(chǎn)、銷、研與服務(wù)于一體的綜合型錫膏供應(yīng)商, 是工信部焊錫粉標(biāo)準(zhǔn)制定主導(dǎo)單位，產(chǎn)品涵蓋超微無(wú)鉛印刷錫膏，超微無(wú)鉛點(diǎn)膠錫膏，超微無(wú)鉛噴印錫膏，超微無(wú)鉛針轉(zhuǎn)移錫膏，超微無(wú)鉛免洗焊錫膏，超微無(wú)鉛水洗錫膏，高溫焊錫膏，中高溫焊錫膏，低溫焊錫膏，6號(hào)粉錫膏、7號(hào)粉錫膏、8號(hào)錫膏、9號(hào)粉錫膏、10號(hào)粉焊料，低溫超微錫膠，中高溫錫膠，各向異性導(dǎo)電膠，金錫錫膏，金錫錫粉，多次回流錫膏，激光錫膏，微間距助焊膠，高溫?zé)o鉛錫膏，低溫錫鉍銀錫膏，低溫高可靠性錫膏，無(wú)鉛焊膏錫鉍銀錫膏/膠，SAC305錫膏，低溫高可靠性錫膏&錫膠，無(wú)銀&錫銅錫膏，超微焊粉，Low alpha無(wú)鉛焊料，Low alpha高鉛焊料，SMT粉，定制焊料。擁有從合金焊粉到應(yīng)用產(chǎn)品的完整產(chǎn)品線,可制造T2-T10全尺寸超微合金焊粉的電子級(jí)封裝材料。
功率模塊的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示，此處不再重復(fù)。一般來(lái)說(shuō)，鍵合線和芯片底部的焊層是功率循環(huán)測(cè)試的主要弱點(diǎn)。這一次，我們將關(guān)注鍵合線的故障模式。
如何在功率循環(huán)試驗(yàn)中集中老化鍵合線，減少焊層的影響？這是研究人員遇到的難題。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較，M.Junghaenel發(fā)現(xiàn)，在功率循環(huán)中，設(shè)備的焊接材料層故障和鍵合線故障對(duì)結(jié)溫差deltatj有不同的敏感性。結(jié)溫差越大，對(duì)鍵線的影響就越大。焊料層對(duì)最高結(jié)溫更敏感。
當(dāng)然，直接使用銀燒結(jié)技術(shù)(Ag-sintering)或diffusionsolder代替一般焊料可以有效老化鋁鍵合線。
鋁鍵合線在功率循環(huán)試驗(yàn)中的故障模式一般分為鍵合線脫落和鍵腳斷裂。
其中，鍵線脫落是由于鋁金屬線與硅芯片的熱膨脹系數(shù)不匹配（CTEMismatch），導(dǎo)致鍵位置邊緣的應(yīng)力開(kāi)裂。在老化試驗(yàn)過(guò)程中，沿鍵表面顆粒的厚度擴(kuò)大（由于鍵材料和金屬層的不同特性），最終導(dǎo)致鍵腳脫落。
鍵腳斷裂的主要原因是鍵線在功率循環(huán)過(guò)程中受到熱應(yīng)力和電磁力的影響，導(dǎo)致鍵線位置、角度變化和變形。
鍵腳斷裂不是硅膠灌裝模塊功率循環(huán)試驗(yàn)失效的常見(jiàn)原因。
G. Zeng 通過(guò)進(jìn)行TO-247器件的對(duì)比測(cè)試，發(fā)現(xiàn)塑封材料對(duì)鍵合線的失效機(jī)理產(chǎn)生顯著的影響。在塑封器件中，鍵合線的失效模式是鍵腳斷裂，鍵合面仍保持良好的連接。
當(dāng)設(shè)備的塑料密封材料被移除并在同一條件下進(jìn)行測(cè)試時(shí)，關(guān)鍵線的故障模式將從關(guān)鍵腳斷裂變?yōu)殛P(guān)鍵線脫落。N.Jiang還發(fā)現(xiàn)了測(cè)試其他硬度較強(qiáng)的包裝材料（陶瓷）模塊的現(xiàn)象。
在試驗(yàn)過(guò)程中，芯片表面鋁金屬層的老化（粗糙度變化）吸引了許多研究人員的注意。其機(jī)制是由于溫度變化和芯片CTE不匹配造成的晶粒重構(gòu)。
錫銀銅SAC錫膏 錫銀銅 SACS錫膏 錫鉍銀SnBiAg錫膏 錫鉍銀銻SnBiAgSb錫膏 錫鉍銀SnBiAgX錫膏 錫鉍SnBi錫膏 BiX 錫膏 金錫AuSn錫膏 錫銻SnSb錫膏 含鉛 SnPb錫膏 各向異性導(dǎo)電錫膠 微間距助焊膠
一些研究人員建議，金屬層的粗糙度是VCE在功率循環(huán)測(cè)試早期穩(wěn)定上升的主要原因，因?yàn)榻饘賹拥拇植诙葘@著提高金屬層的電阻率。然而，實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電源循環(huán)過(guò)程中金屬層粗糙度的變化是否會(huì)加速鍵線的脫落。
N.Jiang結(jié)合功率循環(huán)測(cè)試和關(guān)鍵推力測(cè)試，提取不同功率循環(huán)數(shù)的設(shè)備進(jìn)行關(guān)鍵推力測(cè)試，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵和芯片連接在測(cè)試過(guò)程中會(huì)穩(wěn)步退化，芯片表面的顯微照片也證明了關(guān)鍵裂紋的增長(zhǎng)。
來(lái)源：廣東能芯，深圳福英達(dá)整理
深圳市福英達(dá)20年以來(lái)一直深耕于微電子與半導(dǎo)體封裝材料行業(yè)。致力于為業(yè)界提供先進(jìn)的焊接材料和技術(shù)、優(yōu)質(zhì)的個(gè)性化解決方案服務(wù)與可靠的焊接材料產(chǎn)品。提供包括COMS封裝錫膏、LED微間距低溫封裝錫膏錫膠、LED微間距中溫高溫封裝錫膏錫膠、LED微間距低溫高強(qiáng)度錫膏錫膠、倒裝芯片封裝焊料、FPC柔性模塊封裝錫膏錫膠、植球/晶圓級(jí)植球助焊劑、凸點(diǎn)制作錫膏、PCBA錫膏錫膠、MCU封裝錫膏焊料、車(chē)用功率模塊封裝錫膏錫膠、車(chē)載娛樂(lè)封裝錫膏錫膠、車(chē)用LED封裝焊料、車(chē)載MEMS封裝焊料、車(chē)載攝像頭封裝焊料、軌道交通用IGBT封裝錫膏錫膠、基帶芯片系統(tǒng)級(jí)封裝錫膏錫膠、存儲(chǔ)芯片高可靠封裝錫膏錫膠、射頻功率器件封裝錫膏錫膠、多次回流封裝錫膏錫膠、物聯(lián)網(wǎng)安全芯片封裝焊料、支付芯片系統(tǒng)級(jí)封裝焊料、物聯(lián)網(wǎng)身份識(shí)別封裝焊料、MEMS微機(jī)電系統(tǒng)封裝錫膏錫膠、射頻功率器件錫膏錫膠、芯片封裝錫膏錫膠、攝像頭模組封裝專用錫膠、簡(jiǎn)化封裝工藝免洗錫膏/錫膠、高可靠性水洗錫膏、低溫高強(qiáng)度錫膏/錫膠、便于返修的錫膏產(chǎn)品、高性價(jià)比錫膏方案、高可靠高溫Au80Sn20焊料、高可靠Low alpha 高鉛封裝焊料、高可靠水洗焊料、醫(yī)療設(shè)備高可靠性封裝錫膏錫膠、醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)級(jí)封裝焊料、復(fù)雜結(jié)構(gòu)激光焊接錫膏錫膠、精密結(jié)構(gòu)低溫封裝焊料解決方案。以及mLED新型顯示各向異性導(dǎo)電膠、mLED新型顯示微間距焊接助焊膠、mLED新型顯示高強(qiáng)度細(xì)間距錫膠、mLED新型顯示微間距低溫焊料、mLED新型顯示微間距SAC305錫膏、SMT低溫元器件貼裝錫膠、SMT低溫元器件貼裝錫膏、SMTSAC305系列錫膏、SMT微間距助焊膠、Low α無(wú)鉛焊料、SiP水洗錫膏、SiP無(wú)鉛無(wú)銀焊料、Low α高鉛焊料、MEMS水洗激光錫膏、MEMS低溫高可靠性錫膠、MEMS低溫高可靠錫膏、MEMS多次回流焊料、MEMSAu80Sn20金錫焊膏、功率器件高鉛焊料、功率器件水洗錫膏、功率器件無(wú)鉛錫膏、功率器件Au80Sn20金錫錫膏解決方案。
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