硅芯片断裂原因分析与工艺改善

孙 岚

（苏州工业职业技术学院电子与通信工程系，江苏 苏州215104）

小规格芯片GPP在与铜引线焊接后要测试焊接强度，这是判定焊接质量的重要指标.焊接强度测试即是进行焊接拉力测试.焊接拉力测试后，芯片与铜引线焊接处的断层模式主要有焊接层断裂、硅层断裂，如图1、图2所示.

一般情况下芯片的面积影响芯片本身的结构强度，从而影响焊接强度，在芯片与铜引线焊接处的断面分布规律如图3所示.

从图3分析，随着芯片面积的减小，芯片本身的结构强度将降低，焊接的拉力强度也会降低.开始硅芯片的强度高于焊接强度；当芯片面积减小到一定程度时，二者相等并相交于临界点A点；芯片尺寸继续减小，芯片强度将低于焊接强度.

图3 断面分布规律

从以上分析可见，对于小规格芯片而言，要判定焊接强度的好坏，主要在于焊接强度高于芯片强度.所以焊接拉力测试中应以硅层断裂为最佳模式.如果是焊接层断裂，说明焊接强度还有提升空间.

但是在实际生产中，对样品（DO－41－0.70／1.75X－1）测试焊接拉力时，发现发生硅层断裂时，焊接拉力并非为最佳，也就是说焊接强度并不理想.针对此现象分析认为可能是芯片制程和硅材料本身存在问题.

本文将针对小规格芯片在与铜引线焊接后，焊接拉力测试不理想，而硅芯片发生断裂的原因做详细分析，并提出合理的改善措施.

1 硅芯片断裂原因

经研究分析造成芯片开裂问题的因素很多，具体如硅材料……