功率裸芯片的测试与老化筛选技术

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1、广东工业大学硕士学位论文功率裸芯片的测试与老化筛选技术姓名：刘林春申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：孔学东20080520摘要功率裸芯片广泛应用于汽车电子、家电等电子系统的功率模块，确保所使用的裸芯片具有高度的可靠性是提高产品成品率的关键。为了提高功率裸芯片的质量与可靠性，本文主要研究了功率裸芯片的测试与老化筛选技术。针对功率裸芯片测试与老化筛选时具有的大电流、高温度的特点，本文改进了原用于常规裸芯片的临时封装夹具系统，并进行了可靠性验证分析。试验结果发现：1)采用新型衬底的夹具系统接触电阻明显减少，大尺

2、寸多凸点的新型衬底设计与原衬底相比接触电阻平均减少了40％，即大大减少了衬底凸点与芯片电极之间的散热量；2)夹具采用铜质盖板代替塑料盖板，加强了夹具系统的散热能力，其耐受电流能力从不到2．5A提高到3A以上；3)通过分析接触压力对接触电阻的影响并结合接触对裸芯片电极造成的损伤情况，确定了合适的接触压力，使其能在裸芯片与衬底之间实现可靠电连接的前提下达到微损伤的目的。试验结果表明，改进后夹具系统的散热能力、耐电流能力都有了明显的改善，抗冲击能力也得到了提高。在完成夹具系统的改进工作之后，通过研究功率裸芯片的失效机理，确定了功率

3、裸芯片可靠性试验的筛选项目、筛选应力条件，并拟定了筛选程序。在筛选方法中，电功率老化是功率裸芯片可靠性试验最重要的方法，为防止在电功率老化过程中出现应力不足或者过应力失效，通过深入研究结温的测量与控制技术，指出了常用的线性近似法的不足之处，提出了适合功率裸芯片的测结温方法。最后，通过峰值结温法完成了老化筛选功率裸芯片，并通过探针测试对试验结果进行了验证。在准确测量和控制结温的基础上，功率裸芯片的电功率老化筛选有两种实现方案，除本文给出的峰值结温老化筛选法以外，还可以考虑采用满功率连续脉冲老化筛选法，这也是今后进一步研究的课题

4、。关键词：功率裸芯片；已知良好芯片；夹具；老化；可靠性AbstractThepowerbarediehasappliedwidelyinpowermodulesofelectronicsystemsuchasautomobileanddomesticelectronicappliancesandSOon．Toensurethereliabilityofthebaredieisthekeytoenhancethepass—rateoftheproducts．Thepaperstudiedprincipallythetestin

5、gandburn—inscreeningtechnologyofpowerbaredieinordertoimprovethequal时andreliability．Thepowerbarediehasthecharacteristicoflargeoperatingcurrentandhighoperatingtemperaturewhenwetestorscreenit，wehavemadethesuitableimprovementtothecarriersystelIl，andhavecarriedonthereli

6、ableconfirmationanalysiswithit．Experimentresultshaveshownthattheconductresistanceofthenewcarrierdecreasesignificantly,thecontactresistanceofthenewsubstratewiththelarge-sizeandmulti-bumpdecreasesby40％，itdecreasesthermaldissipationgross．Wereplacetheplasticcoverboardb

7、ycopperCOVerboardtostrengthentheradiationabilityofthecarriersystem．Theresultshaveshownthattheenduredcurrentcapacityofthecarrierincreasesfromlessthan2．5Ato3Aabove．Throughanalyzingtheimpactpressuretotheconductresistance，combined晰ththebaredie’Sdamnification,weconfirma

8、nappropriatecontactpressure．Experimentresultshaveshownthatboththethermaldissipationpowerandtheutmostcurrentandanti-impactcapabilityofthecarrierha