1.4.1 微组装材料的质量保证
1.成膜基板
成膜基板是指在其表面或内部制作了导体图形或印制了淀积元件的基板,包括厚膜、薄膜成膜基板,是微组装内部电路的重要组成部分。成膜基板的质量保证,除了外观和物理尺寸,需要重点考核电性能和微组装工艺适应性。
成膜基板电性能,在25℃下进行测试,抽验考核:电阻器的直流电阻和电阻温度系数(TCR),电容器的电容量、介质耐压、绝缘电阻和损耗正切,多层基板的互连通/断性、布线导体的电阻率。
成膜基板工艺适应性,针对微组装过程承受的工艺应力,考核膜层附着力、膜层可焊性、内引线键合强度、芯片剪切强度。
2.黏结材料
黏结材料是指微组装黏结芯片和固定元件的聚合材料。微组装中适用的聚合材料有两种:导电性材料(类型Ⅰ)和电绝缘性材料(类型Ⅱ)。其中,Ⅰ型材料中使用的导电性填充剂应是金、银或银的合金,或者其他贵金属。聚合材料的质量保证,除了黏度、线膨胀系数等基本材料特性外需要重点考核其放气性、黏合强度。
黏结材料放气性,对已固化聚合材料的放气进行考核。对包含固化聚合材料并实施前处理的密封封装,进行水汽及其他气体物质的短期和长期放气量检测。其中,短期放气试验条件:150℃加热24h,水汽含量不应超过5000ppm,其他气体含量超过100ppm的予以报告;长期放气试验条件:150℃加热1000h,除水汽外,其他气体含量超过100ppm予以报告。
黏结材料黏合强度,对黏结在金属化基板上的表贴元件和芯片的黏结强度进行考核。在25℃、150℃储存1000h,分别考核其黏结强度,可采用芯片剪切试验方法进行考核。
3.键合内引线
微组装键合内引线,选用需考虑承受的最大额定电流不应超过式(1-27)所得的规定值:
式中,I是键合内引线最大允许电流,单位为A;d是引线直径,单位为mm;k是与键合点之间内引线长度相关的常数。长度≤1mm时,铝内引线的k=172,金内引线的k=234;长度≥1mm时,铝内引线的k=119,金内引线的k=160。
4.外壳(含一体化外壳)
外壳是指金属气密封装或陶瓷气密封装外壳,保护内装裸芯片避免沾污和水汽腐蚀。外壳的质量保证按照外壳底座和盖板分别进行,除了外观和物理尺寸,需要重点考核其可焊性、绝缘性、耐压性、环境和工艺适应性、牢固性和密封性。
外壳可焊性,在焊料温度245±5℃条件下,抽样考核引出端被焊料涂覆时的浸润能力。浸渍焊料前进行水汽老化(水蒸气暴露8±0.5h),然后实施浸渍,引出端浸渍部分表面的针孔、空洞、空隙、未浸润或脱浸润面积之和不应超过总面积的5%。
外壳绝缘性,考核引出端之间、引出端与壳体之间的绝缘电阻是否满足要求。考核:施加500V的直流电压,漏电流不应大于50nA。
外壳耐压性,考核引出端之间、引出端与壳体之间的击穿电压是否满足要求。考核:施加电压时间60s、速率500V/s。
外壳环境和工艺适应性,针对外壳役环境和工艺过程承受的环境应力类型。考核:热冲击、高温烘烤、耐湿、盐雾等环境的适应性。
外壳牢固性和密封性,针对服役期间引出端在板应力和外壳气密封装的要求。考核:引出端的抗直线拉力能力、未封盖外壳底座的密封性。