减少芯片失效：芯片焊接（die Attach）工艺优化

在器件的生产过程中，芯片焊接是封装过程中的重点控制工序。此工艺的目的是将芯片通过融化的合金焊料粘结在引线框架上，使芯片的集电极与引线框架的散热片形成良好的欧姆接触和散热通路。由于固体表面的复杂性和粘结剂的不同特性，目前存在的吸附理论、静电理论、扩散理论、机械理论、化学键理论和配位键理论，都不能单一地解释各种表面与粘接剂的粘接机理。任何一个固体表面都会吸附气体、油污、尘埃等污物，还会与空气中的氧起作用形成氧化膜使表面不清洁。

由于加工精度的影响，固体表面存在微观和宏观的表面几何形状误差，粘接界面只有理论值的极少一部分，两固体表面的实际接触面积仅占总几何面积的2%-7%，因而严重影响粘接剂对固体表面的润湿作用。因此在芯片焊接过程中，常常会在焊料中发现有空洞存在，严重的影响了器件的欧姆接触和散热，对器件的可靠性产生不利影响。

芯片焊接的过程是先在引线框架上涂上焊膏，然后在框架上附着芯片，最后是高温的焊接过程。根据粘片剂与器件类型的不同，焊接的温度一时间曲线也有所不同。本实验所使用的样品是采用无铅焊料(SnAgCu)作为粘片剂的功率MOSFET器件。

在芯片焊接工艺优化前，经一扫描得知器件的焊料空洞约为芯片面积的1%-7%。按照产品规范，器件焊料空洞面积小于芯片面积的10%即为合格产品。但在实际应用过程中发现，即使含有少量空洞的器件仍然存在可靠性隐患。通过优化芯片焊接温度一时间曲线，减少焊料空洞含量，从而提高器件的可靠性与延长器件使用寿命。