Способ контроля прочности внутренних выводов полупроводниковых интегральных схем

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Соцкалмсткческик

Республнк iii 979935 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (5l)M. Кл.

G01М700 (22) Заявлено 23.02.81 (21) 3257495/25-28 с присоединением заявки М (23) Приоритет

3Ьоудеротеанай комитат

СССР по делом изобретениИ и открытий

Опубликовано 07.12.82. Бюллетень ¹45

Дата опубликования описания 07 12 82 (53) УДК 620.178..5 (088.8) Д. В. Лифанов, Ю. Н. Хлопов и Б. Н. Чер (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ ВНУТРЕННИХ ВЫВОДОВ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ I

Изобретение относится к контрольно-испытательной технике, а именно к способам контроля прочности внутренних выводов полупроводниковых интегральных схем, и может быть использовано для контроля качества изделий на предприятиях, выпускающих изделия микроэлектронной техники.

Известен с особ контроля прочности внутренних выводов интегральных схем, заключающийся в том, что корпус микросхемы закрепляют на жестком столе, сообщают ему вибрации и измеряют резонансную частоту или уровень резонансной амплитуды контролируемых выводов, сравнивая которые с эталонным зна- ° чением, определяют прочность выводов (1j.

Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает. контроль прочности выводов в местах заделки их концов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ контроля за прочности внутренних . выводов полупроводниковых интегральных схем, согласно которому к корпусу микросхемы прикладывают вибрационную нагрузку, создающую цикличес2 кую деформацию изгиба корпуса. Согласно этому способу корпус закрепляют на упругодемпфируемой пластине (2) .

При контроле интегральных схем этим способом возможно повреждение неконтролируемых элементов схемы, в частности окнсной пленки на кристалле. Это обусловлено тем, что при циклическом знакопеременном изгибе корпуса в кристалле, помимо остаточных напряжений сжатия, возникающих в процессе образования окисной пленки, появляются дополнительные напряжения сжатия, вследствие чего в местах дефектов структуры могут возникнуть трещины, отслоения и др. разрушения окисной пленки, изменяющие электрические параметры схемы.

Таким образом, иэделие, признанное годным по параметру прочности внутренних выводов, может быть отбраковано по электрическим параметрам, Кроме того, жесткое крепление корпуса к упругодеформируемой пластине, осуществляемое, например, приклеиванием, делает процесс контроля весьма трудоемким.

979935

Целью изобретения является повышение экономичности контроля за счет уменьшения вероятности повреждения неконтролируемых элементов, а также. снижение трудоемкости контроля. 3

Эта цель достигается тем, что согласно способу контроля прочности внутренних выводов полупроводниковых интегральных схем, по которому к корпусу схемы прикладывают вибрационную нагрузку, создающую цикличес- 30 кую деформацию изгиба корпуса, перед нриложением вибрациониой нагрузки корпус изгибают статической нагрузкой, создающей в кристалле со стороны крепления внутренних выводов напряжения растяжения. tS

Для снижения трудоемкости контроля кор, пус схемы опирают по внешнему контуру на неподвижные опоры, а вибрациоиную и статическую нагрузки прикладывают в центре кор. пуса с противоположной опорам стороны, 20 причем изгиб корпуса статической нагрузкой осуществляют путем перемещения вибратора в направлении к опорам.

При таком способе статическая деформация изгиба корпуса и кристалла воздействует íà 2S заделку концов вывода и компенсирует остаточные напряжения сжатия в кристалле, причем требуемый для контроля уровень вибрацнонной нагрузки уменьшается. ЗтИ факторы уменьшают вероятность повреждения некон- 30 тролируемых элементов схемы. Укаэанный способ нагружения исключает необходимость жесткого закрепления Koprryca схемы на упругодеформируемой пластине, что снижает трудоемкость контроля. 35

На чертеже изображена схема осуществления способа.

Корпус 1 контролируемой интегральной схемы, включающей также полупроводниковый кристалл 2, внутренние выводы 3 и соединен-. 0 ные с ними внешние выводы 4, размещают между вибратором 5, предпочтительно пьезоэлектрическим, ось которого проходит через центр корпуса 1, и неподвижными опорами 6, размещенными с противоположной стороны корпуса 1 по его внешнему контуру. Для приложения нагрузки в центре корпуса подвижный элемент 7 вибратора 5 делают выпуклым. Путем перемещения вибратора 5 в на.. правлении опор 6 корпус 1 изгибают стати50 ческой нагрузкой, создающей в кристалле 2 со стороны крепления внутренних выводов 3 напряжения растяжения, воздействующие на заделку концов выводов 3. Уровень деформации изгиба корпуса 1 контролируется тензодатчиком (не изображен). После достижения . требуемого уровня статической деформации изгиба включают вибратор 5 и к корпусу 1 прикладывают вибрационную нагрузку, созда4 ющую циклическую деформацию изгиба корпуса. Амплитуду вибрации поддерживают постоянной, а частоту изменяют в пределах .доверительного интервала расчетной частоты резонанса внутренних выводов 3 при максимальных конструктивных допусках.

Контроль резонатора внутренних выводов

3 осуществляется с помощью емкостиого дат-. чика на электрод 8 которого подают высокое (порядка 400 — 600В). напряжение, и многоканальной системы измерения потенциала (не показана) на каждом выводе схемы, подключенной к внешним выводам 4 через коммутационные устройства 9 Когда частота вибраций, возбуждаемых вибратором 5, достигнет частоты резонанса контролируемого на прочность внутреннего вывода 3, в соответствующем канале системы измерения возникает всплеск. Если определенная при контроле истинная частота резонанса вывода 3 лежит в интервале расчетных частот, то данный вывод признается годным, Частота f резонанса внутреннего вывода 3 зависит от его длины, жесткости вывода на изгиб, прочности заделки концов и погонной массы. В общем виде (без учета формы вывода) она определяется по формуле

Ю 1 и

1 где а — коэффициент пропорциональности; ! — длина вывода;

Š— модуль Юнга;

J — момент инерции;

m — погонная масса.

Амплитуда вибрации должна быть такова, чтобы деформации поверхности кристалла 2 составляли 100 — 500 еод. Она определяется в каждом конкретном случае особо для каждого типа схем (корпусов).

Наибольшее влияние на резонансную частоту оказывает коэффициент а, который зависит от прочности и жесткости закрепления концов внутреннего вывода. В свою очередь рочноеть и жесткость закрепления зависят от способа и режима образования сварного соединения, а также от прочности самой структуры на поверхности полупроводникового кристалла. ,Деформация изгиба кристалла и корпуса позволяет ускорить релаксационные процессы и выявить соединения выводов с низкой механической прочностью.

Второй по степени влияния на частоту резонанса вывода является жесткость вывода на изгиб (EJ), которая при наличии зон пережатия и поверхностных дефектов (царапины, раковины и. т.д.) на выводе также ведет к снижению частоты резонанса.

979935

Составитель В. Шехтер

Техред А. Бабинец

Корректор М. Шароши

Редактор Т. Кугрышева

Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9347/31

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4 э

Поскольку в предлагаемом способе статическая деформация изгиба кристалла и корпуса активно воздействует на заделку концов вывода, B динамическая деформация вызывает механический резонанс вывода, то способ позволяет одновременно контролировать оба приведенных фактора.

Использование изобретения позволяет осуществить 100%-ный контроль прочности внутренних выводов интегральных схем с полу- 10 чением достоверных результатов и снизить затраты на проведение контроля.

Формула изобретения 15

1. Способ контроля прочности внутренних выводов полупроводниковых интегральных схем, по которому к корпусу схемы прикладывают вибрационную нагрузку, создающую рр циклическую деформацию изгиба корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности контроля за счет

6 уменьшенйя вероятности повреждения неконтролируемых элементов, перед приложением вибрационной нагрузки корпус иэгибают статической нагрузкой, создающей в кристалле со стороны крепления внутренних выводов напряжения растяжения.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения трудоемкости контроля, корпус схемы опирают по внешнему контуру на неподвижные опоры, а вибрационную и статическую нагрузки прикладывают в центре корпуса с противоположной опорам стороны, причем изгиб корпуса статической нагрузкой осуществляют путем перемещения. вибратора в направлении к опорам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Князевич В. И. Комплект малогабаритного оборудования для испытания иэделий, электронной техники. — "Электронная техника", сер. ЧП!, вьш. 4(74), 1979, с. 23-24.

2.. Авторское свидетельство СССР И 769382, кл. G 01 М 7 00, 1978 (протьтип).