[发明专利]评价引线键合气密性封装模拟集成电路贮存寿命的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路贮存寿命评估方法，特别涉及一种利用加速寿命试验来快速评价引线键合气密性封装模拟集成电路贮存寿命的方法，它主要应用于半导体模拟集成电路可靠性评估领域。

背景技术

气密性封装模拟集成电路在航空、航天等对电子元器件可靠性要求高的领域有着广泛的应用，气密性封装模拟集成电路的寿命在很大程度上决定了它所应用的上级电子系统的寿命。而在实际应用中，气密性封装模拟集成电路在任务周期的多数时间是处于非工作的贮存状态的。因此，有必要对气密性封装模拟集成电路的贮存寿命进行评估。

传统对气密性封装模拟集成电路的贮存寿命评估方法主要采用传统的加速寿命方法，即采用温度、湿度或者温度循环等应力作为加速条件，直接对待评估电路样品进行加速寿命试验，确定变化速率最快的电参数为器件的敏感参数，后结合相关加速退化物理模型和统计分析的方法推算出器件在正常条件下的贮存寿命，如文献1：王群勇，陈冬梅，阳辉等的中国发明专利“元器件长寿命评测方法”201010238799.X。利用此类传统方法来对引线键合气密性封装模拟集成电路的贮存寿命进行评价，具有很大的局限性和以下问题：

1）此类方法直接对元器件进行加速试验，默认器件所处环境的应力条件即为引起器件失效的实际应力条件，而气密性封装电路由于封装的密闭特性而使其内部元件与外部气氛环境完全隔绝，因此，影响电路贮存寿命的水汽等因素主要来源于封装内部，而非外部环境，因此此类方法无法正确评估水汽对电路寿命的影响；2）此类方法的加速寿命试验仅对器件的电参数进行监测，从中确定器件的敏感参数来评价电路的寿命，但对于引线键合气密性封装模拟集成电路来说，其键合丝的键合强度等机械参数的退化也是影响电路贮存寿命的主要因素之一，因此，此类方法无法准确评估整个电路真实的贮存寿命；3）此类传统评价方法中，以变化速率最快作为确定器件敏感参数的唯一标准，而没有考虑该器件参数允许的容差范围，可能出现器件某一参数虽然变化速率最快，但由于该参数允许的容差范围较大，经过一定的贮存时间后，该参数经过退化仍然在容许的范围内，而另外某一参数虽然变化较慢，但允许的容差范围较小，经过贮存已经超过允许的容差范围，这时如果按照传统的标准确定器件敏感参数就会出现错误评价，因此，此类方法不能准确地评价电路的贮存寿命。

发明内容

为克服传统加速寿命试验在评估气密性封装模拟集成电路贮存寿命时存在的试验应力选择不合理、监测参数不全面、敏感参数判别方法不准确的问题，本发明提出了一种价引线键合气密性封装模拟集成电路的贮存寿命的方法，该方法可在较短时间内，更加准确全面地评价引线键合气密性封装模拟集成电路的贮存寿命。

本发明的评价引线键合气密性封装模拟集成电路贮存寿命的方法，包括如下步骤：

（1）在筛选合格的采用引线键合气密性封装的模拟集成电路中抽取≥600只的电路样品，给每只电路样品编号，依据产品详细规范对每只电路样品进行全参数测试，记录被测电路样品的全部电参数值，随机分为≥13组；

（2）取其中一组电路样品，测试电路样品封装内部的水汽含量，计算出电路样品封装内部的相对湿度，再计算出此组电路样品封装内部相对湿度的平均值，以此封装内部相对湿度平均值作为实际贮存条件下气密性封装模拟集成电路封装内部相对湿度值；

（3）将完成步骤（2）之后的电路样品开盖，测试电路样品内部连接芯片的键合丝键合强度，计算出键合丝键合强度的平均值，以此作为实际贮存条件下气密性封装模拟集成电路键合丝的键合强度值；

（4）随机选取一组电路样品，分别在不同的温度下进行恒定温度高温贮存加速试验、不同的温度与湿度组合下进行恒定湿热加速试验、不同的温度循环条件下进行温度循环加速试验，其中，进行恒定湿热加速试验的电路样品应先开盖，通过摸底试验，确定合适的较高加速应力条件和电路的敏感参数；

（5）随机选择≥11组的电路样品，在步骤（4）确定的合适的较高加速应力条件下分别进行恒定高温、恒定湿热和温度循环加速贮存试验，每间隔500～1000小时，检测电路样品的漏率，对漏率合格的电路样品测试，记录贮存后电路样品的敏感电参数值，在敏感电参数合格的电路样品中，抽取1～2只电路样品，测试其键合丝的键合强度值；

（6）试验结束后，利用寿命分布图示法对试验数据进行分析，分别确定电路样品敏感电参数和键合丝键合强度退化的寿命分布类型，采用极大似然法对寿命分布函数的参数进行拟合，分别得到它们的寿命分布函数；