随着塑封器件高可靠性应用日益广泛，塑封产品的研制和生产需求不断增加，分析了塑封器件可能存在的热机械缺陷、腐蚀、爆米花效应、以及生产工艺中可能引入的封装、芯片粘接、纯化层程等缺陷，从设计和工艺角度給出控制措施。介绍了国内外高可靠性塑封器件筛选、鉴定检验的典型流程及质量控制措施，用于在生产阶段剔除潜在缺陷的不合格品，保证产品具有高可靠性。

高可靠性塑封器件质控措施

例如特殊处理的铜框架，低水汽含量、高粘接力环氧树脂塑封料，低水汽含量、高剪切强度银浆，具有一定硬度和延展性的高纯金丝，尽可能弱化影响粘接强度的因素。上芯后进行特殊前固化(无氧化)，防止框架氧化，清除银浆中吸附的水汽。压焊后对引线框架进行等离子干法清洁处理，保证框架没有氧化和外来物沾污，适当提高塑封压力和保温时间。封装样品在高温贮存、强加速稳态湿热、再流焊试验后，经超声检测，未发生分层，按GJBS97A-96标准B级产品要求进行例行试验和长寿命试验后，仍未发生分层。该试验结果表明，通过失效机理分析，选择合适的封装材料，改进工艺技术，可以有效地在设计、工艺加工阶段，控制缺陷数量，大大降低塑封器件早期失效及使用期失效的可能性。

此外，需要--套行之有效的规范，在生产阶段通过筛选、鉴定检验的方式，剔除有缺陷的不合格品，降低质量风险，使产品满足高可靠性应用的要求。

为了降低塑封器件在高可靠性领域应用的风险,筛选、鉴定检验程序-般重点考虑以下方面的试验:耐潮湿性、环境适应性及工作特性、高温老化寿命,推荐使用设备：恒温恒湿试验箱、快速温变试验箱、高温老化试验箱、高低温湿热交变试验箱等设备，可根据具体的试验指标选择对应温湿度可靠性试验箱。

高可靠性塑封器件筛选

筛选分为非应力筛选和应力筛选。非应力筛选用于剔除设计、工艺上的明显缺陷，以及部分早期失效的产品，主要有外部目检、X射线、超声扫描。电测试等。应力筛选必须对器件施加足够负载，加速有缺陷器件失效，剔除潜在缺陷的器件。温度循环、高温老炼等均属于应力筛选。筛选项不能引入新的失效机理，应科学设计和安排。图1是SSB-1-C给出的塑封器件典型筛选流程图。主要包括外部目检、温度循环、X射线、超声扫描、高温老炼等项目，PDA要求小于5%。

针对国内塑封军用器件的生产，GJB7400-2011给出了筛选要求，具体试验方法和条件引用GJB548B-2005《微电子器件试验方法和程序》，筛选试验流程见图2。与国外筛选流程比较，该标准流程由于主要针对器件制造厂能力评估而制定，因此更严格。

其中，温度循环用于测定器件承受极端高。低温的能力，试验条件可参照GJB548B-2005方法1010.1严格控制。高温老炼试验的目的是为了剔除具有固有缺陷或工艺控制不当引人的缺陷，可能造成与时间和应力有关的早期失效的器件。老炼温度范围应该根据实际使用环境选择，如宇航用器件老炼。温度须达到125℃。

为了尽可能减少搬运次数，筛选一般只要求做顶视面X射线检查。发现以下情况被视为不合格:

(1)空洞:接触区空洞超过整个接触面积的1/2;单个空洞横贯芯片的整个长度或宽度范围，并超过整个预定接触面积的10%;(2)半导体芯片的裂纹、破裂或碎片:(3)半导体芯片底部过分的凹入;(4)有缺陷的密封:(5)不合适的间隙。图3是对某军用塑封QFP100产品进行X射线检查时，剔除的典型不合格品图像。超声检测是检测塑封器件分层情况的最有效手段。塑封器件筛选中的超声检测，主要用于找出器件的芯片表面及引出端焊线键合区的严重缺陷，通常也只要求做顶部检查。接收判据包括:(1)裂纹:塑料封装内与键合引线交叉的裂缝;从任一引线指至任一内部特征物(引脚、芯片。芯片粘接侧翼)的内部裂纹，其长度超过相应间距的1/2;任何延伸至封装表面的裂纹;(2)空洞:跨越键合丝的模塑料的任何空洞;芯片区内有任何模塑料内部的空洞，其他区域大于0.25mm;(3)分层:芯片与模塑料间任何可测量的分层;引出端引线键合区的任何分层，大于引脚内部长度2/3的分层。