Power QFN器件封裝中第二焊點脫落問題及改進的研究.pdf

1、PQFN（Power Quad Flat No Lead）封裝器件是基于方形平面無管角（QFN，Quad Flat No Lead）封裝器件開發(fā)的方形平面無管角大功率開關器件,它由混合信號技術將普通模擬電路、高速 CMOS電路及高電壓功率驅動電路組合封裝在一個器件內的一種功率開關器件。主要應用在高功率的汽車電子設備，工業(yè)和商業(yè)領域中。PQFN封裝器件主要的失效模式有功率芯片斷裂、鋁線導致的芯片損傷、金球脫落、金線第二焊點脫落等問題。

2、r>　　在可靠性實驗之后，封裝半導體普遍存在第一焊點和第二焊點脫落問題，對于第一焊點相關問題，在國內外有很多研究文獻報道，而對于第二焊點的脫落問題則研究報道較少。因所出現(xiàn)問題涉及封裝材料、加工環(huán)境、加工條件等多種因素及其彼此相互影響，第二焊點脫落作為半導體PQFN器件封裝可靠性中普遍存在的問題已成為影響整個器件封裝質量的關鍵，所涉及的技術及相關理論研究具有非常重要的實際意義和推動封裝技術進展的學術意義。本論文通過以PQFN封裝器件中SO

3、BA類產品為研究實例，對第二焊點脫落問題及改進方法進行了系統(tǒng)研究。
　　論文首先對應用中失效后的PQFN器件SOBA產品進行了電學性能分析，得到是金線第二焊點脫落或斷裂導致了器件失效的原因。失效分析結果顯示第二焊點區(qū)域的框架表面之間出現(xiàn)分層和污染情況，而分層和污染是能夠導致金線第二焊點脫落的可能原因，進而采用有限元模型分析和現(xiàn)代儀器分析對出現(xiàn)的第二焊點分層和污染進行了研究分析。
　　論文研究了封裝所用塑封膠與框架表面分層的機

4、理，并通過為SOBA產品的單個器件和客戶應用建立有限元模型分析了第二焊點區(qū)域的分層與第二焊點脫落或斷裂的關系。同時，采用次級離子質譜分析、X射線光電子能譜、俄歇電子能譜和傅氏轉換紅外線光譜分析等手段研究了SOBA產品的第二焊點區(qū)域的污染，并對所用原材料也做了分析。最終，在SOBA產品的第二焊點區(qū)域發(fā)現(xiàn)了導致第二焊點區(qū)域分層和污染的聚二甲硅氧烷，而且在所用膠帶中也發(fā)現(xiàn)了同樣的成分。
　　論文采用改進型的膠帶及增加等離子清洗工藝以解決