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消除铝膜的腐蚀失效模式的可靠性设计

发布时间:2012/5/6 15:29:18 访问次数:1112

    铝膜的腐蚀是声表面波器件、各种半TK10A60D导体器件、集成电路最主要的失效机理。铝的腐蚀有化学腐蚀、电化学腐蚀和加尔凡尼( Galvanic)腐蚀之分,其中以直流偏压下的电化学腐蚀最为常见。铝的电化学腐蚀常发生在电场较强之处,如焊点附近,它又有阳极腐蚀和阴极腐蚀之分。
    阳极腐蚀的铝膜表面为白色的斑点或结晶[化学成分为Al(OH)3],当有CL,F,Na+等离子杂质存在时,铝膜很容易发生阳极腐蚀;当H20量不足时,Al-Al2 03界面上也会有AICl3存在,这种阳极会使铝膜变厚,可在干涉显微镜下检测到。它大都发生在焊点附近使电阻率增高到数百兆欧,严重的则因铝膜完全腐蚀而开路。
    阴极腐蚀的铝膜表面略带黑色,但不很明显。这种阴极腐蚀大都从晶界开始沿应力线扩展成微裂纹而导致开路。当有P04 3存在时阴极腐蚀较易发生,其他阴离子如CL,N03等对阴极腐蚀速率的影响不大。
    导致铝膜电化学腐蚀的三个主要原因是直流电压降、潮气和离子杂质。试验证明在不加直流偏压的情况下,在25~250℃之间铝膜不会因腐蚀而形成Al(OH)3,虽经射频信号激励数千小时也不会发生这种情况。但在lOV/cm的直流场强和250℃时氧化物生长极快,虽然温度对铝膜的阳极氧化物速率并无很大影响而潮气的影响却十分严重。
    因此,消除铝膜的腐蚀失效模式的可靠性设计应针对直流电压降、潮气和离子杂质这三个导致铝膜的电化学腐蚀的主要原因来进行。通常的做法是:
    ①规定声表面波器件在试验和使用时都不得加直流电压。
    ②在声表面波器件的封装和工艺过程中,控制器件内腔的潮气和离子杂质。
    铝膜的腐蚀是声表面波器件、各种半TK10A60D导体器件、集成电路最主要的失效机理。铝的腐蚀有化学腐蚀、电化学腐蚀和加尔凡尼( Galvanic)腐蚀之分,其中以直流偏压下的电化学腐蚀最为常见。铝的电化学腐蚀常发生在电场较强之处,如焊点附近,它又有阳极腐蚀和阴极腐蚀之分。
    阳极腐蚀的铝膜表面为白色的斑点或结晶[化学成分为Al(OH)3],当有CL,F,Na+等离子杂质存在时,铝膜很容易发生阳极腐蚀;当H20量不足时,Al-Al2 03界面上也会有AICl3存在,这种阳极会使铝膜变厚,可在干涉显微镜下检测到。它大都发生在焊点附近使电阻率增高到数百兆欧,严重的则因铝膜完全腐蚀而开路。
    阴极腐蚀的铝膜表面略带黑色,但不很明显。这种阴极腐蚀大都从晶界开始沿应力线扩展成微裂纹而导致开路。当有P04 3存在时阴极腐蚀较易发生,其他阴离子如CL,N03等对阴极腐蚀速率的影响不大。
    导致铝膜电化学腐蚀的三个主要原因是直流电压降、潮气和离子杂质。试验证明在不加直流偏压的情况下,在25~250℃之间铝膜不会因腐蚀而形成Al(OH)3,虽经射频信号激励数千小时也不会发生这种情况。但在lOV/cm的直流场强和250℃时氧化物生长极快,虽然温度对铝膜的阳极氧化物速率并无很大影响而潮气的影响却十分严重。
    因此,消除铝膜的腐蚀失效模式的可靠性设计应针对直流电压降、潮气和离子杂质这三个导致铝膜的电化学腐蚀的主要原因来进行。通常的做法是:
    ①规定声表面波器件在试验和使用时都不得加直流电压。
    ②在声表面波器件的封装和工艺过程中,控制器件内腔的潮气和离子杂质。

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