Способ контроля качества микросхем Советский патент 1991 года по МПК G01R31/28 

1

(21)4710073/21

(22)26.06.89

(46) 15.10.91. Бюп. f 38

(71)Научно-исследовательский институт приборостроения

(72)Ю.И.Захаров

(53)621.317(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР 805213, кл. Г, 01 R 31/28, 1978.

Авторское свидетельство СССР 1228052, кл. G 01 R 31/28, 1986.

(54)СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА WKPO- СХЕМ

(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

подкорпусном пространстве маловлаго- содержащих микросхем, у которых точка росы газовой среды подкорпусного пространства лежит ниже минус 20°С. Сущность способа контроля качества микросхем, включающего охлаждение контролируемой микросхемы и измерение тока утечки, соссоит п том, то контролируемую микросхему охлаждают до температуры минус 6П°С, аатем нагревают до 35 С, измерение тока утечки проводят при нагревании непрерывно в диапазоне от 0 до 35°С при скорости нагревания в указанном диапазоне не более 1°С в 1 мин, а о качестве 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 4питания.2 ил.,1 табл.

с Ј

(Л

тип

IШТ

о оо -и vj ел ел

фие.1

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 подкорпусном пространстве маловла- госодержащих микросхем, у которых точка росы газовой среды подкорпус- ного пространства лежит ниже минус 20°С.

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

Схема реализации способа включает контролируемую микросхему 1, камеру 2 тепла-холода, измеритель 3 тока, источник 4 питания.

Для маловлагосодержащих микросхем в нормальных условиях (т.е. при 15- 35°С) часть влаги находится на поверхности элементов схемы в адсорбированном виде в виде мономолекулярного слоя, который не влияет на поверхностную проводимость, Т7е. величину тока утечки, и при понижении температуры просто замерзает. Другая часть влаги находится в газовой среде, подкорпусного пространства микросхемы и при понижении температуры до точки росы (насыщения) конденсируется в объеме газового пространств в виде отдельных капелек, которые при дальнейшем понижении температуры замерзают и выпадают на поверхность кристалла микросхемы. При повышении температуры влага, выпавшая на поверность кристалла в ВИДР кристалликов льда, тает, начиная с 0°С, что вызывает значительный рост тока утечки (фиг.2).

Наличие влаги в подкорпусном просранстве микросхемы обуславливает завсимость тока утечки, связанного с наличием влаги, от температуры, плавный характер изменения тока утечки от температуры в диапазоне температур от 20 до минус 60°С и обратно свидетельствует об отсутствии влаги, влияющей на параметры микросхемы. Скачкообразное изменение тока утечки в рассматриваемом диапазоне свидетелствует о присутствии влаги.

Токи утечки микросхем представляют собой поверхностные и объемные

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

токи утечки( первые обусловлены влагой, выпавшей на поверхности элементов микросхемы вторые обусловлены влагой, абсорбированной 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 поостранства, может конденсироваться в объеме подкорпусного пространства без выпадения на поверхность кристалла контролируемой схемы, дальнейшее понижение температуры ведет к ег замерзанию и уже в виде твердой фазы влаги осаждается на поверхности элементов схемы , не вызывая изме- нгний 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 (аб- сэрб ованной) 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 схемьи Поскольку указанный процесс не должен приводить к задержке времени контроля, скорость понижения температуры и повышения ее до 0°С следует выбирать не менее 10°С в мин, а необходимость задержания влаги на поверхности кристалла схемы предопределяет малую (не более 1C в мин) скорость изменения температуры после достижения температуры 0°С.

Контроль микросхем осуществляют следующим образом.

Контролируемую микросхему 1 предварительно выдерживают в нормальных условиях, затем помещают в камеру 2 тепла-холода, в которой понижают температуру до минус . Затем повышают температуру в камере до значения 09С и,начиная г 0°С, производя непрерывный контроль тока утечки по измерителю 3, повышая темпе) avvpy з камере от О С со скоростью не болте 1°С в мин до величины 35°С.

Монотонный характер изменения ток утечки свидетельствует об отсутствии влаги, влияющей на параметры микросхем. Наличие скачка тока утечки в диапазоне 0°-35 С является указанием на присутствие влаги в подкорпус- ном пространстве микросхемы, что свидетельствует о пониженном качестве микросхемы. I

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

Результаты контроля представлены в таблице.

В диапазоне температур 20-(-60)°С значения тока утечки монотонно уменьшались также наблюдалось монотонно возрастание тока утечки от (-60) С TeMiiepaTvpH О С. В диапазоне темаерагур О-V 6 для трех микросхем ( 1,4,6) 1 ; людллсR скачок токл утечки, прг, ..знающий н 10-50 раз сред- нестатлстИ -ские значения тока утечки, характерные ;ля партии контролируемых микросхем.

Вскрытио микросхем, у которых был зафиксирован гкачок тока утечки, показало наличие признаков процесса коррозии элементов схемы. Формула изобретения

Способ контроля качества микросхем, включающий охлаждение контролируемой микросхемы и измерение тока утечки, отличающийся

Q тем, что, с целью повышения эффективности контроля, контролируемую микросхему охлаждают до минус 60 С, затем нагревают до 35°С, измерение тока утечки проводят при нагревании

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

5

30

0-35°С.