GBT 43035-2023 半導體器件集成電路第20部分：膜集成電路和混合膜集成電路總規(guī)范第一篇：內部目檢要求（正式版）

半導體器件集成電路第20部分：膜集成電路和混合膜集成電路總規(guī)范Semiconductordevices—Integratedcircuits—Part20:Genericspecificationforfilmintegratedcircuitsandhybridfilmintegratedcircuits-2023-09-07發(fā)布2023-09-07實施前言 I Ⅱ 1.2檢查順序 1.3檢查設備 1.4檢查環(huán)境 1.5放大倍數(shù) 1.7替代檢驗方法 2規(guī)范性引用文件 23術語和定義 4成膜基板-低放大倍數(shù) 4.1基板 34.2膜層 35組裝-元器件在基板上的機械安裝和電氣連接 55.1外貼元件 55.2組裝方法-低放大倍數(shù)檢查 6組裝-基板在封裝中的機械安裝和電氣連接-低放大倍數(shù) 66.1通則 66.2焊接和有機黏接 67內部引線 7.1通則 7.2金絲球焊鍵合和楔形鍵合 7.3金絲球焊鍵合 7.4無尾鍵合(月牙形) 7.5楔形鍵合 7.6復合鍵合 87.7梁式引線 87.8引線 88封裝 89多余物 81GB/T43035—2023/IEC607本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定 第1部分：總則：——第2部分：數(shù)字集成電路；——第3部分：模擬集成電路；——第5部分：半定制集成電路；——第11部分：半導體集成電路分規(guī)范(不包括混合電路);——第20部分：膜集成電路和混合膜集成電路總規(guī)范；——第21部分：膜集成電路和混合膜集成電路分規(guī)范(采用鑒定批準程序);——第22部分：膜集成電路和混合膜集成電路分規(guī)范(采用能力批準程序);本文件等同采用IEC60748-20-1:1994《半導體器件集成電路第20部分：膜集成電路和混合膜請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中華人民共和國工業(yè)和信息化部提出。本文件由全國半導體器件標準化技術委員會(SAC/TC78)歸口。本文件起草單位：中國電子科技集團公司第四十三研究所、中國電子技術標準化研究院。ⅡGB/T43035—2023/IEC607半導體器件是電子行業(yè)產業(yè)鏈中的通用基礎產品，為電子系統(tǒng)中的最基本單元，《半導體器件集成電路》是半導體器件的基礎性和通用性標準，對于評價和考核半導體器件集成電路的質量和可靠性起著重要作用，擬由10個部分構成?！?部分：總則。目的在于規(guī)定膜集成電路和混合膜集成電路的通用準則。——第2部分：數(shù)字集成電路。目的在于給出有關數(shù)字集成電路子類的標準。——第3部分：模擬集成電路。目的在于給出有關模擬集成電路子類的標準?！?部分：接口集成電路。目的在于給出有關接口集成電路子類的標準。——第5部分：半定制集成電路。目的在于給出有關半定制集成電路子類的標準?！?1部分：半導體集成電路分規(guī)范(不包括混合電路)。目的在于規(guī)定已封裝的半導體集成電——第20部分：膜集成電路和混合膜集成電路總規(guī)范。目的在于規(guī)定膜集成電路和混合膜集成電——第21部分：膜集成電路和混合膜集成電路分規(guī)范(采用鑒定批準程序)。目的是為額定值和特性提供優(yōu)先值，從總規(guī)范中選擇合適的試驗和測量方法，并且給出根據(jù)本部分制定的膜集成電路和混合膜集成電路詳細規(guī)范使用的通用性能要求。——第22部分：膜集成電路和混合膜集成電路分規(guī)范(采用能力批準程序)。目的是為特性提供優(yōu)先值，從總規(guī)范中選擇合適的試驗和測量方法，并且給出根據(jù)本部分制定的膜集成電路和混合膜集成電路詳細規(guī)范使用的通用性能要求?！?3部分：混合集成電路和膜結構。目的在于規(guī)定混合集成電路和膜結構的通用準則。等同采用IEC60748-20-1系列，保證半導體器件試驗方法與國際標準一致，實現(xiàn)半導體器件檢驗標準體系，為半導體器件行業(yè)的發(fā)展起到指導作用。1半導體器件集成電路第20部分：膜集成電路和混合膜集成電路總規(guī)范本文件的目的是檢查膜集成電路和混合膜集成電路(FICs和HFICs,以下簡稱器件)內部的材料、結構和制造工藝。通常在封帽或包封前進行該項檢驗，從而找出并剔除帶有內部缺陷的器件。這種缺陷會導致器件在正常應用中失效。其他的驗收準則應與購買商或供應商商定。進行內部目檢時不要求必須按本試驗所采用的順序，可按承制方要求調整。對由于后續(xù)組裝可能看不到的任何地方，在組裝之前對其進行檢查。本試驗中所用的設備包括具有規(guī)定放大倍數(shù)的光學儀器和一些輔助的目檢標準或器具(如標尺、圖紙、照片等),這些設備是進行有效檢驗所需的，并能使操作者對受檢驗器件的可接受性進行客觀判斷。在檢驗過程中提供合適的夾具，以便于操作，提高檢驗效率并避免對器件造成損傷。在考慮中?！案叻糯蟊稊?shù)”(100倍到200倍)檢查通常是指器件在照明條件下，顯微鏡垂直對準待觀察表面而進行的檢查?！暗头糯蟊稊?shù)”(10倍到100倍)檢查通常是指在合適的傾斜角度和照明條件下，使用單筒、雙筒或者體視顯微鏡而進行的檢查。此處提到的“呈現(xiàn)”是指被檢查器件的目檢圖像或目檢形貌表明情況是存在的，并且不需要通過任何方法再確認。1.7替代檢驗方法下文給出的目檢方法不是目檢檢驗時所能采用的唯一方法。然而，制造商應滿足國家權威機構(NAI)的要求，即任何替代方法都將得到相同的質量保證，否則應使用基準法進行試驗。2GB/T43035—2023/IEC6072規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。有效電路區(qū)activecircuitarea包括功能電路元件、工作金屬化層或任何相關連接組合的全部區(qū)域。起到內部連接作用的兩層或多層金屬或其他任何材料，這幾層材料間彼此不隔離。側邊金屬化edgemetallization能使基板上或內部不同金屬化層之間實現(xiàn)電連接且通過基板邊緣的金屬化層。任何在微電路制造過程中未被使用的物質，或者在微電路封裝中偏離了原始或預定位置的任何安在常規(guī)目檢中采用照明和放大條件下呈現(xiàn)為不透明的多余物就被認為是導電的。保護除了連接焊盤以外包含金屬化層的部分或全部基板區(qū)域的絕緣材料層，如玻璃鈍化層、阻焊層等。用于隔離互不相連的導電層或電阻層的材料層。由材料去除工藝(如激光或研磨修正)所致的切縫或切口。多層布線金屬化層(導體)multilevelmetallization(forconductors)用于起互連作用的兩層或多層金屬或任何其他材料，這幾層材料通過生長或沉積的絕緣材料彼此隔離，可通過例如通孔或側邊金屬化相互連接。鍵合區(qū)bondpadarea未被鈍化層覆蓋的裸露的金屬區(qū)域。復合鍵合compoundbond一個鍵合點焊頭搭放在另一個鍵合點焊頭頂部的鍵合。3通孔金屬化through-holemetallization通過一個孔或多個孔將基板表面或內部不同金屬層級電連接起來的金屬化方式。層表面的任何損傷缺陷。表面劃痕cosmeticscratch淺的劃痕，可能會完全穿過一層但并不會暴露或損壞下層，或者由于機械變形等橫向地將金屬化移位到導體邊緣之外。某層中不是由劃傷導致的任何缺陷，在該缺陷處能夠看到下一層的材料。4成膜基板-低放大倍數(shù)呈現(xiàn)下列情況的器件不應被接收：a)貫穿基板的孔洞，除了貫穿的引線孔、使用的或者不使用的元器件安裝孔和定位孔；b)長度超過0.125mm且指向電路工作區(qū)的任何裂紋(見圖1);c)減少任意有效(金屬化)電路區(qū)域的任何崩邊(見圖2);d)任何距離電路工作區(qū)0.025mm以內的裂紋(見圖3);e)任何基板附著有另一基板的一部分，且該部分超過了裝配圖所允許的尺寸要求(見圖4);f)當基板上設計有安裝孔時，任何使安裝孔周長增大25%的破損(見圖5);g)任何起源于邊緣的裂紋(見圖6)。呈現(xiàn)下列情況的器件不應被接收。a)金屬化劃痕(劃痕是指金屬化表面中的任何撕裂現(xiàn)象，包括探針痕跡)1)除鍵合區(qū)外的金屬化層，沿著長度方向上任何暴露基板或下層絕緣層的劃傷，或者寬度方向上使金屬化層受損寬度大于50%的劃傷(見圖7);2)復合多層金屬化層中的劃傷沿著長度方向上任何暴露了底層金屬的劃傷，或者頂層金屬寬度方向上未受損寬度小于50%的劃傷(見圖8);3)鍵合區(qū)或嵌條區(qū)的劃傷暴露下層絕緣層或基板，并且將連接鍵合和內部互連金屬化層的金屬化層寬度減少到小于最窄的內部金屬化條寬度50%的劃傷。如果兩條或多條連接至鍵合區(qū)，應按此要求分別檢查每個金屬條(見圖9)。b)金屬化層空洞1)除引線或梁式引線鍵合區(qū)外的金屬化層空洞，使未受損金屬化層的寬度小于原始金屬化條寬度的50%;2)引線或梁式引線鍵合區(qū)內的金屬化層空洞，使得未受損鍵合區(qū)部分小于兩倍的最大允許4GB/T43035—2023/IEC6073)引線或梁式引線鍵合區(qū)，包括嵌條區(qū)內的金屬化層空洞，使得鍵合和內部互連金屬化層的金屬化層寬度減少到小于最窄內部金屬化條寬度50%的空洞(見圖9)。如果兩條或多條引線或梁氏引線連接至鍵合區(qū)，應對每條分別檢查。c)金屬化層的腐蝕任何一種金屬化層的腐蝕(見圖10)。d)金屬化層的附著性任何金屬化隆起、剝落或起泡(見圖11)。e)金屬化層的探針損傷應用4.2.11)和4.2.12)規(guī)定的目檢要求檢查探針損傷。f)金屬化層的跨接導體的突出或擴展可將兩個分離的元件間的距離減小到小于25%,或者減少到小于設計規(guī)則中規(guī)定的最小絕緣距離的50%,取其較大者(見圖12)。g)金屬化層的對準偏差對準偏差使導體重疊區(qū)的尺寸小于較窄導體寬度的50%(見圖13)。h)多余物多余物顆粒任何方向上的尺寸大于導體寬度的50%(見圖14)。呈現(xiàn)下列情況的器件不應被接收：a)絕緣介質層上的任何劃傷或空洞(見圖15);b)當跨接處有錯位時，每一側電介質不可見的錯位距離大于電路元件之間的最小設計絕緣距離的50%以上(見圖16);c)劃痕、缺口或空洞暴露下層導體(見圖17);d)起泡或開裂(見圖18);e)任何介質材料覆蓋了25%以上的鍵合區(qū)或焊接區(qū)(見圖19);D)不可移動的或不可去除的顆粒或多余物任何方向上的尺寸大于被覆蓋元件寬度的50%(見圖20)。呈現(xiàn)下列情況的器件不應被接收。a)劃痕、缺口或空洞在任何方向上的尺寸大于電阻器寬度的50%(見圖21);b)隆起、剝落或起泡(見圖22);c)電阻的突出或擴展，將與另一元件的間隔距離減小到原距離的25%以下或小于絕緣距離最小設計值的50%,取其較大者(見圖23);d)多余物顆粒在任何方向上的尺寸大于電阻器寬度的50%(見圖24),調阻不得觸碰多余物e)在長度方向上，電阻器/導體搭接的錯位大于設計值的50%(見圖25);f)在寬度方向上超出了導體圖形邊界的錯位；g)在電阻/導體的搭接端電阻材料的顏色發(fā)生突變。呈現(xiàn)如4.2.3.1所述的失效情況或下列情況的器件不應被接收。5GB/T43035—2023/IEC607a)打磨修調膜電阻1)修調后剩余的最小電阻寬度小于原始值的40%(見圖26),除非可以證明沒有超過設計允許的最大電流密度的要求；2)電阻引出端寬度減少50%以上(見圖27);3)修調切口橋接(見圖28);4)因劃痕、缺口或空隙，使得修調后膜電阻寬度小于設計值的40%(見圖29);5)電阻材料中的微裂紋和不規(guī)則邊緣(見圖30);6)修調切痕內殘留電阻材料(見圖31)。b)激光修調膜電阻1)修調后剩余的最小電阻寬度小于原始值的40%(見圖26),除非可以證明沒有超過設計允許的最大電流密度的要求；2)修調切口橋接，設計需要除外(見圖34);3)劃痕、缺口或空洞與修調的綜合影響，使得電阻未受影響的寬度小于上述可接受的最小寬度(見圖35);4)微裂紋(見圖36);5)電阻材料中的(修調切口)邊緣不齊(見圖37)。(任何臺階應小于或等于激光光斑直徑的50%);6)修調切口內有電阻材料殘留(見圖38);口的修調區(qū)域(蛇形切口、雙“L”切口(圖33和圖39))不在圖32、圖33和圖39中規(guī)定的5組裝-元器件在基板上的機械安裝和電氣連接5.1外貼元件參照元器件的相關規(guī)范。呈現(xiàn)下列情況的器件不應被接收：a)安裝材料的球狀物或片狀物(見圖42);b)疏松的殘余黏接材料或黏接材料表面上未被浸潤的多余物；c)堆積的黏接材料超過或觸及到元器件的上表面(參見圖40);d)導電黏接材料和相鄰導體之間的絕緣距離減少到片式元器件之間絕緣距離的50%以下(見圖41)。呈現(xiàn)下列情況的器件不應被接收。存在任何助焊劑殘留。a)對于片式電阻器和電容器，元器件端電極和基板上導帶的重疊尺寸小于元器件端電極長度“L”的50%(見圖45)。6b)對于端電極有垂直(相對于基板)焊接區(qū)域的電阻器和電容器：1)任何一個端電極的有效焊接輪廓長度小于可焊接端面輪廓長度的50%(見圖43);2)焊錫浸潤高度小于端電極高度的三分之一或0.4mm(端電極高度大于1mm時)(見圖44);c)對于端電極不含垂直(相對于基板)焊接區(qū)域的電阻器和電容器：1)可焊接輪廓少于75%的區(qū)域有可見焊料；2)因設計焊接輪廓距離元器件邊緣較遠導致浸潤性無法目檢的情況，可以采用國家監(jiān)督檢查機構(NSI)認可的替代檢測方法。一個被認可的替代方法應用實例為：焊點剪切力應該大于相關文件中具體規(guī)定的加速度力對該焊點產生的剪切力，可以使用例如測力儀這樣的儀器對適當?shù)臉悠肥┘蛹羟辛?。d)對于半導體芯片，焊料或共晶材料浸潤的輪廓長度小于芯片周長的50%或者連續(xù)浸潤少于兩e)對于帶有預成型引線的表面安裝元器件：1)元器件在導帶焊區(qū)上的位置使引線的浸潤長度小于其可焊接輪廓長度的50%(見圖47和圖48);2)元器件引線與基板上導帶重疊區(qū)域的尺寸小于元件引線對應方向尺寸的50%(見圖46);3)焊接輪廓長度小于引線可見輪廓(2a+b)長度的75%(見圖47);4)焊料浸潤少于75%的引線焊接長度或者少于50%的引線厚度(見圖48)。f)對于帶有引線的插孔安裝元器件，圓形截面引線不足50%周長的區(qū)域上有焊料浸潤引線和/或基板焊區(qū)(見圖49)。呈現(xiàn)下列情況的器件不應被接收：基板導帶焊盤或鍵合絲上存在有機聚合物材料或殘留物。6組裝-基板在封裝中的機械安裝和電氣連接-低放大倍數(shù)呈現(xiàn)下列情況的器件不應被接收：a)基板的安裝位置不滿足版圖要求(見圖50);b)外殼引線柱與黏接在其下方的基板發(fā)生可見的接觸，或者基板上未鈍化的導體與封裝引線柱之間的距離小于電路元件之間最小絕緣間距的50%(見圖51)。呈現(xiàn)下列情況的器件不應被接收：a)至少50%的基板輪廓未見安裝材料，若基板兩個不相鄰的邊有連續(xù)可見的黏接材料則可以接收(見圖52);b)基板上表面邊沿的導電安裝材料與電路任何工作區(qū)之間的距離小于電路元件之間最小絕緣間距的50%(見圖53);c)安裝材料的球狀物或片狀物(見圖54);d)疏松的殘留安裝材料；e)封裝引線上表面的非導電安裝材料(在考慮中);f)導電安裝材料堆積后與封裝引線柱的距離小于0.25mm;7GB/T43035—2023/IEC607g)基板上鍵合區(qū)中無焊料或合金材料區(qū)域的尺寸小于最大可鍵合尺寸的兩倍；h)任何殘留助焊劑；i)鍵合區(qū)或焊盤因有機聚合物殘留而發(fā)生明顯的變色。7.1通則本條規(guī)定了元器件、基板、外殼引線柱上的引線鍵合檢驗要求。鍵合檢驗通常在不小于60倍的放大倍數(shù)下進行。7.2金絲球焊鍵合和楔形鍵合呈現(xiàn)下列情況的器件不應被接收：a)鍵合點在芯片上鍵合區(qū)內的面積小于50%;b)封裝引線柱或基板上的鍵合點不完全在鍵合區(qū)域內；c)半導體芯片上的相隔離鍵合點之間，或鍵合點與未與其連接的未玻璃鈍化的工作金屬化區(qū)域之間的距離小于20μm;d)對于有玻璃飩化的工作金屬化區(qū)域，最小間隔應不小于2.5μm。7.3金絲球焊鍵合呈現(xiàn)下列情況的器件不應被接收：a)球焊鍵合點的直徑小于引線直徑的2倍或大于引線直徑的5倍；b)球焊鍵合的引出線不完全在球的周界內；c)球焊鍵合點的中心不在鍵合區(qū)的界限內。7.4無尾鍵合(月牙形)呈現(xiàn)下列情況的器件不應被接收：a)無尾鍵合點的寬度小于引線直徑的1.2倍或者大于引線直徑的5.0倍，或者其長度小于引線直徑的0.5倍或者大于引線直徑的3.0倍(見圖55);b)無尾鍵合點的劈刀壓痕寬度未覆蓋整個引線寬度(見圖55);c)位于鍵合區(qū)到金屬化引線出口處的無尾鍵合，在鍵合區(qū)周邊和至少金屬化條的一側之間不存在連續(xù)的金屬線(見圖55)。呈現(xiàn)下列情況的器件不應被接收：a)超聲楔形鍵合點的寬度小于引線直徑的1.2倍或大于引線直徑的2.5倍，或者其長度小于引線直徑的1.5倍或大于引線直徑的5倍(見圖56);b)熱超聲和熱壓楔形鍵合點的寬度小于引線直徑的1.5倍或大于引線直徑的3.0倍，或者其長度小于引線直徑的1.5倍或大于引線直徑的5倍(見圖57);c)位于鍵合區(qū)到金屬化引線出口處的楔形鍵合，在鍵合區(qū)周邊和至少金屬化條的一側之間不存在未損傷的金屬線(見圖58),除非金屬化條的寬度大于50μm并且在金屬化條側邊的鍵合區(qū)尺寸大于100μm。8GB/T43035—2023/IEC607呈現(xiàn)下列情況的器件不應被接收：a)用于固定兩根公共引線的鍵合；b)在原有的鍵合點上面有多于一個的鍵合點；c)第二次鍵合與原鍵合點間的接觸面積小于75%的復合鍵合。7.7梁式引線本檢查判據(jù)和要求適用于采用直接工具操作或通過適宜的中間層所形成的整個鍵合區(qū)。呈現(xiàn)下列情況的器件不應被接收：a)在鍵合處的工具壓痕未完全覆蓋梁式引線的整個寬度；b)在鍵合處的工具壓痕長度小于25μm(見圖59);c)鍵合工具壓痕離芯片邊緣小于25μm(見圖60);d)有效鍵合區(qū)面積小于梁式引線精確對準情況下鍵合面積的50%(見圖60);e)梁式引線有效鍵合區(qū)域中的裂紋或破損大于梁式引線原始寬度的25%;)鍵合點之間或鍵合點與其不相連的相鄰未玻璃鈍化的金屬化層之間的距離小于25μm;g)鍵的浮起或脫落。呈現(xiàn)下列情況的器件不應被接收：a)任何引線與另一引線(公用引線除外)、外殼引線柱、未玻璃飩化的工作金屬化層、芯片或任何封裝部件接觸；b)引線過度彎曲或下垂導致引線與另外一根引線、外殼引線柱、未被玻璃鈍化的工作金屬化層、芯片或者不應與該引線相連的封裝部件之間的距離小于引線直徑的兩倍；c)引線上的裂口、切傷、彎曲、刻痕或頸縮，使引線直徑減少了25%以上；d)多余的引線，在鍵合區(qū)上的長度大于引線直徑的兩倍或者在外殼引線柱上的長度大于引線直徑的四倍；