Способ контроля качества микросхем

 

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

РЕСПУ БЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОВЛУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4710073/21 (22) 26.06.89 (46) 15.10.91. Бюп. Р 38 (71) Научно-исследовательский институт приборостроения (72) Ю.И.Захаров (53) 621.3 17(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 805213, кл. Г 01 R 31/28, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1228052, кл. С 01 R 31/28, 1986, (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МИКРОСХЕМ (57) Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при контроле качества гибридных микросхем, выполненных в корпусах со свободным внутренним объемом.

Цель изобретения — повышение эффективности контроля наличия влаги в

„.SU„„1684755 А 1 подкорпусном пространстве маловлагосодержащих микросхем, у которых точка росы газовой среды подкорпусного пространства лежит ниже минус 20оС.

Сущность способа контроля качества микросхем, включающего охлаждение контролируемой микросхемы и измерение тока утечки, сос:оит я том, что контролируемую микросхему охлаждают о до температуры минус 60 С, затем нагревают до 35 С, измерение тока о утечки проводят при нагревании нео прерывно в диапазоне от 0 до 35 С при скорости нагревания в указанном диапазоне не более 1 С в 1 мин, а о као честве микросхем судят по характеру изменения тока утечки в диапазоне

0-35 С ° Схема реализации способа включает контролируемую микросхему 1, камеру 2 тепла-холода, измеритель

3 тока, источник 4 питания . 2 ил .,1 табл °

1684755

Изобретение относится к микроэлектронике, и может быть использовано при контроле качества гибридных микросхем, выполненныХ в корпусах со 5 свободным внутренним объемом.

Цель изобретения — повышение эффективности контроля наличия влаги в подкорпусном пространстве маловлагосодержащих микросхем, у которых 0 точка росы газовой среды подкорпусного пространства лежит ниже минус 20 С.

На фиг ° 1 приведена схема реализации способа, на фиг. 2 — форма зави- 15 симости тока утечки от температуры для микросхем, в подкорпусном пространстве которых присутствует влага.

Схема реализации способа включает контролируемую микросхему 1, ка- 20 меру 2 тепла-холода, из меритель 3 тока, источник 4 питания.

Для маловлагосодержащих микросхем в нормальных условиях (т,е. при 1535 С) часть влаги няходится на по- 25 о верхности элементов схемы в адсорбированном виде в виде мономолекулярного слоя, который не влияет на поверхностную проводимость, т".е. величину тока утечки, и при понижении 30 температуры просто замерзает. Другая часть влаги находится н газовой среде. подкорпусного пространства микросхемы и при понижении температуры до тОчки pocbI (насыщения) конденсируется в объеме газового пространства в виде отдельных капелек, которые при дальнейшем понижении температуры замерзают и выпадают на поверхность кристалла микросхемы. При повышении 40 температуры влага, выпавшая на поверхность кристалла в виде кристалликов льда, тает, начиная с О С, что вызыо вает значительный рост тока утечки (фиг,2).

Наличие влаги н подкорпусном пространстве микросхемы обуславливает зависимость тока утечки, связанного с наличием влаги, от температуры; планный характер изменения тока утечки от температуры в диапазоне температур от 20 до минус 600С и обратно свидетельствует об отсутствии влаги, влияющей на параметры микросхемы.

Скачкообразное изменение тока утечки

55 и рассматриваемом диапазоне свидетельствует о присутствии влаги.

Токи утечки микросхем представ— ляют собой поверхностные и объемные токи утечки первые обус»онлены влагой, выпавшей на поверхности элементов микросхемы вторые обусловлены влагой, абсорбиронанной внутренним объемом элементов. Особенностью контроля по предлагаемому способу является необходимость "перевода части влаги, содержащейся в газовой среде подкорпусного пространства, во влагу, абсорбированную объемом элементов схемы, простое понижение температуры в этом случае неэффективно, поскольку, во-первых, влага, содержа- щаяся в газовой среде подкорпусного пространства, может конденсиронаться в объеме подкорпус ного пространства без выпадения на поверхность кристалла контролируемой схемы, дальнейшее понижение температуры ведет к ее замерзанию и уже в виде твердой фазы влаги осаждается на поверхности элементов схемы, не вызывая изменений тока утечки, кроме того, даже если влага сконденсируется на поверхности кристалла схемы, а ее слишком мало, чтобы вызвать поверхностную утечку, то необходимо определенное время, чтобы эта влага проникла внутрь объема абсорбирующих ее элементов схемы, поскольку токи утечки более чувствительны к объемной (абсзрб: кованной) влаге, чем к поверхностной.

Способ направлен на выделение влаги из газовой среды подкорпусного пространства микросхемы, осаждение ее на поверхности кристалла схем и задержку ее на некоторое время (до испарения), чтобы часть влаги сумела абсорбироваться элементами схемы.

Поскольку указанный процесс не должен приводить к задержке времени контроля, скорость понижения температуры и повышения ее до О С следует о выбирать не менее 1О С в мин, а нео обходимость задержания влаги на поверхности кристалла схемы предопределяет малую (не более 1 С в мин) скорость о изменения температуры после достижео ния температуры О С.

Контроль микросхем осуществляют следующим образом.

Контролируемую микросхему 1 предварительно выдерживают в нормальных условиях, затем помещают н камеру 2 тепла-холода, и кпторой понижают температуру до минус 6О С. Затем повышают температуру н камере рп зна5

16 чения ОоС и,начиная с 0 С, производят непрерывный контроль тока утечки по измерителю 3 повышая темпера:а" ру з о камере от 0 С со скоростью не Голее о о

1 С в мин до величины 35 С. монотонный характер изменения тока утечки свидетельствует об отсутствии влаги, влияющей на параметры микросхем. Наличие скачка тока утечки в о о диапазоне 0 -35 С является указанием на присутствие влаги в подкорпусном пространстве микросхеж1, что свидетельствует о пониженном качестве микросхемы.

1 !

Пример. Для контроля качества гибридных микросхем типа 2ЖА20 в количестве 10 шт. бып проведен контроль наличия влаги в подкорпусном пространстве по предлагаемому способу. Контроль токов утечки проводился непрерывно в диапазоне температур 20 С вЂ” (-60) С и обратно: (-60) С - 20 C.

Результаты контроля представлен в таблице.

В диапазоне температур 20 †(-60) С о значения тока утечки монотонно умень84755

6 шалис ь, также наблюдалог ь мл;ь; с нар,, возрастание тока утечки от (-60) С о ,г температуры 0 ",. В диапазоне тем,-. Ci, лера кур 0- f " ." ллч трех микрогхем

J (- 1,4, 6):.. людалг ч гкачок ток л утечки, пр, i . ш.ающии в 10-50 раз среднестагисти - ские значенич тока уте ки, характерны .",ля партии контролиру»10 мых микросхг м.

Вскрытие микросхем, у которых был зафиксирован ". ë÷îê тока утечки, показало наличие признаков процесса коррозии .-;лементов гхемы, Ф о р м у л а и э обре т е н и я Способ к: нтроля качества микросхем, включающий охлаждение контролируемой микросхемь1 и измерение тока утечки, о т л и ч,". ю шийся

20 тем, что, с целью повышения эдмЬективности контроля, контролируемую микроо схему охлаждают до минус 60 С, затем нагревают до 35 С, измерение о тока утечки проводят при нагревании

25 непрерывно в диапазоне 0-35 С при скорости нагревания в указанном диао пазоне не более 1 С в 1 мин, а о качестве микросхем судят по характеру изменения тока утечки в диапазоне

30 0-35

Скачок

2

4

6

8

10

8,3

0,5

13,2

8,7

0,5

28,4

16,7

0,5

43,4

0 1100

0,05 0,45

0,35 25

0,01 260

0,2 7,5

0,01 254

0,2 11

0,01 12

0,05 0,3

0,3 30

8,1

0,5

13 Скачок

8,7

0,47 Скачок

28,3

16,8

0,49

43,3

1684755 т

Составитель С.Петров

Редактор Н.Горват Техред Л Сердюкова, Корректор И.Эрдейи

Заказ 3506 Тирам Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101