Способ контроля качества микросхем

СОЮЭ СОЕЕТСНИХиееееаеепщижРЕСПУ БЛИН 5115 ТВЕННЫЙ НОМИТЕТНИЯМ И (ЛНРЫТИЯСССР ГОСУД ПО ИЭО ОБРЕТЕН ИСА Н(2 (2 (4 (7 вателния детельство СССР К 31/28, 1978. тельство СССР 1 К 31/28, 1986 ОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛ 1) 4710073/212) 26.06.896) 15.10.91. Бюп1) Научно-исследститут приборостро(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА Я 4 КСХЕМ(57) Изобретение относится к микрэлектронике и может быть использовано при контроле качества гибридмикросхем, выполненных в корпусахсо свободным внутренним объемом.Цель изобретения - повышение эльфетивности контроля наличия влаги.801684755 А 1 подкорпусном пространстве маловлагосодержащих 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, сос:оит я том, что контролируемую микросхему охлаждаютодо температуры минус 60 С, затем нагревают до 35 С, измерение токаоутечки 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 каочестве микросхем судят по характеруизменения тока утечки в диапазоне 0-35 ССхема реализации способа включает контролируемую микросхему 1, камеру 2 тепла-кплпаа, иамеритель 3 тока, источник 4 питания. 2 ил.,1 табл1Изобретение относится к микроэлектронике, и может быть использованопри контроле качества гибридных микросхем, выполненных в корпусах со 5свободным внутренним объемом.Цель изобретения - повышение эффективности контроля наличия влагив подкорпусном пространстве маловлагосодержащих микросхем, у которых 1 Оточка росы газовой среды подкорпусного пространства лежит ниже минус 20 С.На фиг1 приведена схема реализации способа, на фиг. 2 - форма зависимости тока утечки от температурыдля микросхем, в подкорпусном пространстве которых присутствует влага.Схема реализации способа включает контролируемую микросхему 1, камеру 2 тепла-холода, измеритель 3тока, источник 4 питания.Для маловлагосодержащих микросхемв нормальных условиях (т,е. при 1535 С) часть влаги няходится на пооверхности элементов схемы в адсорбированном виде в виде мономолекулярного слоя, который не влияет на поверхностную проводимость, т",е, величину тока утечки, и при понижении 30температуры просто замерзает. Лругаячасть влаги находится в газовой среде. подкорпусного пространства микросхемы и при понижении температурыти росы (насыщения) конденсируется в объеме газового пространствав виде отдельных капелек, которыепри дальнейшем понижении температурызамерзают и выпадают на поверхностькристалла микросхемы. При повышении 40температуры влага, выпавшая на поверхность кристалла в виде кристалликовльда, тает, начиная с О С, что вызыовает значительный рост тока утечки(фиг,2),45Наличие влаги в подкорпусном пространстве микросхемы обуславливает зависимость тока утечки, связанного с наличием влаги, от температуры; планный характер изменения тока утечкиот температуры в диапазоне температур от 20 до минус б 00 С и обратно свидетельствует об отсутствии влаги,влияющей на параметры микросхемы.Скачкообразное изменение тока утечки55в рассматриваемом диапазоне свидетельствует о присутствии влаги,Токи утечки микросхем представ -ляют собой поверхностные и объемные 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 пространства, может конденсироваться в объеме подкорпус ного пространства без выпадения на поверхность кристалла контролируемой схемы, дальнейшее понижение температуры ведет к е 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 вла" ги 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 следуетовыбирать не менее 1 О С в мин, а неообходимость задержания влаги на поверхности кристалла схемы предопределяет малую (не более 1 С в мин) скоростьоизменения температуры после достижеония температуры О 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 6 ОС. Затем повышают температуру в камере ро зна 516 чения ОфС и,начиная с 0 С, производят непрерывный контроль тока утечки по измерителю 3 повышая температуру зокамере от 0 С со скоростью не более о о1 С в мин до величины 35 С.монотонный характер изменения тока утечки свидетельствует об отсутствии влаги, влияющей на параметры микросхем. Наличие скачка тока утечки водиапазоне 0 -35 С является указанием на присутствие влаги в подкорпусном пространстве микросхеж 1, что свидетельствует о пониженном качестве микросхемы,П р и м е р. Для контроля качества гибридных микросхем типа 2 ЖА 20 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 - (-60) С и обратно: (-60) С - 20 С,Результаты контроля представленщ в таблице.В диапазоне температур 20 в (-60) Созначения тока утечки монотонно умень 847556шалис ь, также наблюдалог ь мо;1; с ннвозрастание тока утечки от (-60) Со,г температуры Р ",. В диапазоне темпера тур 0-1. " ллч трех микрогхгм,(М 1,4,6) . рлюдалг.ч гкачок токлутечки, пр"; .юающии в 10-50 раз сред -нестатисти ские значенич тока уте ки,характерны .",ля партии контролиру 10 мых микросхс м.Вскрытие микросхем, у которых былзаиксирован скачок тока утечки,показало наличие признаков процесса коррозии .-:лементов гхемы,Формула и э о б р е т е н и я"Способ к: нтроля качества микросхем, включающий охлаждение контролируемой микросхемы и измерение тока утечки, о т л и ч ,". ю щ и й с я20 тем, что, с целью повышения эдмЬективности контроля, контролируемую микроосхему охлаждают до минус 60 С, затем нагревают до 35 С, измерениеотока утечки проводят при нагреваниинепрерывно в диапазоне 0-35 С прискорости нагревания в указанном диаопазоне не более 1 С в 1 мин, а о качестве микросхем судят по характеруизменения тока утечки в диапазоне11684755 Составитель С,ПетровРедактор Н.Горват Техред ЛСердюкова Корректор И,Эрдей Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 аказ 3506НИИПИ Госуд Тирам Подписноетвенного комитета по изобретениям и открь 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. тиям при ГКНТ СС4/5