[发明专利]利用四探针法原位实时监测引脚封装的引脚可靠性的方法

说明书

本发明公开了一种利用四探针法原位实时监测引脚封装的引脚可靠性的方法。本发明利用四探针法对封装结构中的引脚的电阻进行监控测量，基于电阻变化检测出裂纹产生前的粘塑性变形、引脚中裂纹的扩展，实现准确的原位裂纹识别。本发明基于引脚中裂纹产生引起的微电阻变化的特性，通过精确测量引脚电阻变化快速准确地判断引脚出裂纹产生和失效问题，对引脚可靠性进行原位监测，相比于现有其他测量方法更加简单高效，能够在器件的可靠性测试中进行裂纹判定，提前终止实验，从而节省时间和成本；本发明采用多种探针引脚接触方案，实现探针与被测点的良好接触，能进一步提升测试的精确性。

技术领域

本发明属于半导体封装技术领域，具体的说，涉及一种利用四探针法原位实时监测引脚封装的引脚可靠性的方法。

背景技术

随着工业产品的轻型化、智能化发展，芯片的市场需求提高，全球封测市场保持平稳增长，国内封测市场持续发展壮大，可靠性测试需求快速增长。在电子封测领域，焊料接头通常被视为封装系统中最薄弱的部位，在应用中失效概率最大，所以焊料互连的可靠性是评价封装质量的重要因素。器件老化加速测试是广泛使用的可靠性评估方案，这一方案发展多年技术成熟，但在新型焊料材料，装载条件，测试时间，损伤监视和故障识别方面仍然面临许多挑战。实际在加速测试中，引脚裂纹扩展的时间与总失效时间相比可以忽略不计，在测试周期中产生裂纹失效使得其后测试过程成为无效时间。所以如果可以识别出裂纹萌生点，那么一旦产生裂纹，通过提前终止测试来缩短可靠性测试时间便能节省能源同时提高效率。目前，有几类方法能够检测引脚裂纹，例如Dye and pry inspection、Micro-sectioning inspection、Tomographic scan、Strain gauge with backface straintechnique 和 High resolution X-ray imaging等。但这些方法都并不适用于原位裂纹产生的识别。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种利用四探针法原位实时监测引脚封装的引脚可靠性的方法。针对以上提出的问题，本发明提出对封装引脚电阻测量的方法来进行裂纹检测。利用高精度电阻测量装置，可以检测出裂纹产生前的粘塑性变形和引脚中裂纹的扩展。比起其他方案，电阻监测能够在测试过程中进行，在过程中监控每个引脚的电阻并适当配置电极，可以在并行测试的多个引脚中实现准确的原位裂纹识别，同时，因为四探针法原理简单，测试精度高，操作方便，能够避免因接触电阻过大造成的测试困难，以及测试结果误差大等问题。

本发明的技术方案具体介绍如下。

一种利用四探针法原位实时监测引脚封装的引脚可靠性的方法，利用四探针法对封装结构中的引脚的电阻进行监控测量，基于电阻变化检测出裂纹产生前的粘塑性变形、引脚中裂纹的扩展，其中裂纹的扩展和电阻值的变化呈现正相关的关系，监测微小电阻信号变化为裂纹产生带来判断依据，从而实现准确的原位裂纹识别。

本发明中，引脚为DIP封装引脚、TO-247引脚或贴片电阻引脚。

本发明中，采用四探针法测量引脚的电阻时，其中的四个探针作用于引脚时，探针呈并排型、斜向双排型、针向可调节型或夹持型。

本发明中，探针针须直径500～700μm，针尖直径≤50μm。

和现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明基于引脚中裂纹产生引起的微电阻变化的特性，通过精确测量引脚电阻变化快速准确地判断引脚出裂纹产生和失效问题，对引脚可靠性进行原位监测，能够在器件的可靠性测试中进行裂纹判定，提前终止实验，相比于其他测量方法更加简单高效，节省时间和成本；

由于被测引脚尺寸小，对应的电阻变化值小，本发明基于四探针法进行电阻测量，能有效的避免由于接触电阻产生的测量误差，达到精确测量目的；

本发明采用多种探针引脚接触方案，实现探针与被测点的良好接触，能进一步提升测试的精确性。

附图说明