集成電路芯片長期貯存技術規(guī)范

ICS31.080

CCSI.40

T/SLEIA

團體標準

T/SLEIA0004—2023

集成電路芯片長期貯存技術規(guī)范

Long-termstoragetechnologyspecificationsforintegratedcircuitchips

（征求意見稿）

××××-××-××發(fā)布××××-××-××實施

深圳市龍崗區(qū)電子行業(yè)聯(lián)合會發(fā)布

T/SLEIA0004—2023

前??言

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)定起草。

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。

本文件由深圳市龍崗區(qū)電子行業(yè)聯(lián)合會提出并歸口。

本文件起草單位：

本文件主要起草人：

本文件首次發(fā)布

I

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集成電路芯片長期貯存技術規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了單個芯片以及帶金屬結構（引入金屬層、植球植柱等）芯片的貯存條件和規(guī)則，同時

為含有芯片的通用和專用封裝產(chǎn)品提供了操作指導。

本文件適用于預計貯存時間超過12個月的芯片的長期貯存。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

IEC62435-2電子元器件半導體器件長期貯存第2部分：退化機理

GB/T42706.2電子元器件半導體器件長期貯存第2部分：退化機理

3術語、定義和縮略語

3.1術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1.1

貯存環(huán)境storageenvironment

按照產(chǎn)品的要求，對溫度、濕度、大氣環(huán)境和其他條件進行特別控制的貯存區(qū)域。

3.1.2

長期貯存long-termstorage；LTS

為延長產(chǎn)品的生命周期，滿足后期使用而進行的有計劃的元器件貯存。

3.1.3

干燥劑desiccant

用于從大氣中除去水分的吸濕物質。

3.2縮略語

下列縮略語和符號適用于本文件。

EMR電磁輻射(electromagneticradiation)

ESD靜電放電(clectro-staticdischarge)

HIC濕度指示卡(humidityindicatorcard)

ILD層間電介質(inter-layerdielectric)

IOFF夾斷電流(currentoff)

MBB防潮袋(moisturebarrierbag)

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MEMS微機電系統(tǒng)(microelectromechanicalsystems)

QSS表面態(tài)電荷(surfaceatatecharge)

RF射頻(radiofrequency)

VOFF夾斷電壓(voltageoff)

VT閾值電壓(voltagethreshold)

VCI揮發(fā)性防腐蝕劑(volatilecorrosioninhibitors)

4貯存要求

4.1通則

本文件規(guī)定了芯片的貯存要求，包括特殊環(huán)境的選擇。產(chǎn)品需要的貯存環(huán)境以及條件的控制應根據(jù)

表1中所列的詳細內容來確定。

例如：氧氣會影響產(chǎn)品預期貯存時間，選擇的貯存環(huán)境宜減少空氣中的氧氣含量。

本文件詳細列舉了常用的不同貯存方式，見附錄A。

4.2裝配數(shù)據(jù)

宜關注貯存后的產(chǎn)品后續(xù)裝配用到的數(shù)據(jù)或信息。

4.3貯存的必備條件

貯存的產(chǎn)品應是質量和性能狀態(tài)已知的產(chǎn)品，以便在貯存后使用。同時，應確保貯存環(huán)境中的溫度

和濕度在規(guī)定的范圍，宜采取適當?shù)姆漓o電措施。

對貯存的芯片進行標識和記錄，進行定期檢查和測試要求。

4.4長期貯存過程中芯片產(chǎn)品的損壞

制定長期貯存方案時，宜考慮機械損傷引起的產(chǎn)品缺陷會影響芯片的質量和性能。

4.5貯存中的機械防護

長期貯存應使用封閉式的貯存容器或防塵罩，規(guī)定適當?shù)亩询B和儲存方式，最大程度地減少芯片之

間的接觸和沖擊。

長期貯存時應防止機械損傷造成的芯片缺陷。在將芯片產(chǎn)品放置在貯存裝置中和從貯存裝置中取出

芯片時應注意避免造成損傷。裝載和卸載過程中很容易損傷產(chǎn)品。

貯存過程中應有防護措施，防止產(chǎn)品發(fā)生移動或振動。

芯片的放置方向比較重要，可以最大限度地減少沖擊或振動造成的損傷，特別是MEMS或傳感器產(chǎn)品。

貯存容器或貨架安裝時應有防振動和共振措施。包裝材料的設計也宜具有一定程度的防沖擊和振動功能。

應確保貯存過程中對芯片的檢驗和記錄按照標準操作程序進行。

除非特定的抽樣程序有要求，應減少芯片的檢驗次數(shù)。

與芯片表面接觸的材料應確保表面有最小的磨損或異物黏附。

4.6長期貯存環(huán)境

環(huán)境條件是長期貯存的關鍵因素，長期貯存比短期貯存要求的條件更加嚴格。本文件推薦的貯存方

法不適用于海運，尤其不適用于航空運輸。

氧氣和濕度是造成未封裝半導體器件退化的關鍵因素，因此貯存環(huán)境中應嚴格控制氧氣含量和濕度。

實際的失效機理應根據(jù)產(chǎn)品類型確定，符合IEC62435-2。

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長期貯存芯片或晶圓的容器或樣品架，應滿足下列條件：

a)凈化氣體：99%氮氣或惰性氣體（見4.7）；

b)溫度：17℃?25℃；

c)相對濕度：7%?25%；

d)氣壓：略高于環(huán)境大氣壓。

宜有足夠高的壓力來防止外界污染物侵入。

為了控制相對濕度，芯片貯存時通常使用高純氮氣，例如從液氮中提取的氮氣。

相對濕度不宜低于7%,以防止靜電積累，也不宜超過25%以防止產(chǎn)生冷凝和濕氣進入。通常安裝自動

空氣調節(jié)器來調節(jié)濕度，以便存儲柜打開后，濕度快速恢復到規(guī)定值，這一點非常重要。

包裝材料可以使用靜電屏蔽材料，比如金屬箔。靜電耗散涂層可能會在貯存過程中降解和污染芯片，

所以不應使用。

貯存期間的溫度和濕度應形成記錄。

可以安裝氣體純度監(jiān)測設備確保貯存容器中的氮氣或惰性氣體的純度維持在合適的水平，并及時監(jiān)

測和糾正任何純度的下降情況。溫濕度超限時，應采取適當?shù)募m止措施。

建立貯存期限管理制度，確保在合適的時候對貯存的芯片進行檢查、測試或更新。

輕微超限未必會永久降低貯存產(chǎn)品的性能。但是，貯存產(chǎn)品取出時應防止超限造成的影響。

4.7推薦的惰性氣體純度

貯存環(huán)境所需的惰性氣體應滿足以下要求：

純度優(yōu)于99.5%的惰性氣體中：

——氧含量小于0.5%；

——其他氣體含量小于0.01%；

——鹵化物含量小于10-6mg/m3；

——硫化氣體含量小于10-6mg/m3。

4.8化學污染

芯片產(chǎn)品應防止有源區(qū)的離子黏污和其他化學品黏污，且注意黏污物在半導體材料中的擴散和可能

產(chǎn)生的金屬間化學反應。

應對產(chǎn)品接觸區(qū)、有源區(qū)和底部接觸的保護給予特別注意。確保芯片產(chǎn)品放入長期貯存容器之間進

行徹底的清潔，防止任何可溶性污染物殘留。

將芯片產(chǎn)品放入合適的容器中進行長期貯存前，應去除運輸時使用的可降解包裝材料。尤其是紙張、

紙板、泡沫塑料或粉膜等，此類包裝材料會逐漸退化造成化學黏污和顆粒黏污。靜電膜也不宜保留，因

為這種涂層會在長期貯存過程中釋放出氣體。

宜定期檢測和檢測貯存環(huán)境中的化學污染物以及芯片產(chǎn)品中的化學狀態(tài)，建立警報機制，以便及時

發(fā)現(xiàn)異常情況。

4.9真空包裝

4.9.1通則

運輸芯片產(chǎn)品時通常會使用真空包裝，但真空包裝不適用于長期貯存。因為隨著時間的推移，包裝

材料在真空條件下容易引入污染物，而且真空度也會逐步降低。初始包裝內干燥劑也可能導致小顆粒的

出現(xiàn)而損傷芯片。

一般泡沫材料不宜在真空包裝內使用，因為在受壓情況下，泡沫材料可能會釋放吸收的污染物。充

氮的閉孔泡沫材料可在真空包裝內使用。

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4.9.2真空干燥包裝

真空干燥包裝一般是配有干燥劑和濕度指示卡的防潮真空袋，用來當作芯片的原包裝。輕度抽真空

優(yōu)于完全抽真空。

其他相關信息見IEC60749-20-1。

4.10正壓包裝

正壓包裝比真空包裝更適合長期貯存。通常的做法是在保證接口有過濾情況下先抽真空，再充氮氣

保護。在充氣時一定要防止外界污染物進入包裝袋。

4.11犧牲性包裝材料的使用

有時使用有犧牲特性的包裝材料，例如在芯片腐蝕前優(yōu)先腐蝕的活性銅包裝材料。

其他的犧牲材料，如揮發(fā)性的腐蝕抑制劑（VCI）也可使用，但需要關注高毒性對環(huán)境條件的污染。

4.12可降解材料的使用

一些包裝可使用可生物降解的材料，如常用的晶圓罐或桶的泡沫。已知的隨時間積累而不斷退化的

包裝材料不應使用，因為在退化過程中釋放的化學物質會污染產(chǎn)品。

示例：

——橡膠帶中的硫；

——紙板和紙張中的氯；

——防靜電泡沫中的氟；

——鐵桶中的鐵離子。

有些泡沫是專為長期使用而設計的，是不可生物降解的。例如，氮氣填充的閉孔泡沫。如果使用碳

填充的泡沫，需要注意確保碳被固定在材料中，受擠壓時不會有顆粒脫落。

4.13等離子清洗

等離子清洗可用于貯存前去除芯片表面的污染物，或貯存后封裝前的焊盤清潔。表面清潔度和附著

力可通過水滴角測試進行監(jiān)測。

4.14靜電影響

包裝材料和貯存裝置的結構件應使用通過敏感性和穩(wěn)定性分析確定的導電和靜電釋放性材料。

靜電放電損傷的可能由以下原因造成；包括不正當?shù)慕拥鼗虻鼐€連接、使用不當?shù)陌b材料、相對

濕度過低或過于靠近靜電場。

這些情況可導致P-N結損傷、氧化層擊穿、敏感的參數(shù)漂移、被表面態(tài)電荷（QSS）俘獲電荷后的閾

值電壓（VT）改變，還有夾斷電流（IOFF）或夾斷電壓（VOFF）參數(shù)的變化等。

4.15輻照防護

宜避免芯片暴露在強光照射或放射環(huán)境中。一般情況下，確保產(chǎn)品不受核輻射（高的背景輻射）、

電磁輻射（射頻和微波源產(chǎn)生）、紫外線、X射線輻射和環(huán)境照明的影響。一些芯片類型（如模擬電路）

對此特別敏感。

貯存區(qū)域內應無腐蝕性化學物質或污染物、強電磁干擾源。

貯存區(qū)域內應防止日光照射，同時宜注意盡量減少輻射源，常見的如移動電話、無線通信和微波爐

等。

4.16貯存芯片產(chǎn)品的周期性檢驗

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某些特殊類型的芯片產(chǎn)品需要抽樣檢驗。然而，由于抽樣檢驗需要消耗樣品，故此方法只適用于貯

存的樣品量比較大的情況下。如果需要進行周期性檢驗,需要額外貯存一些芯片用于檢驗。

周期性檢驗時，宜按照規(guī)定的時間間隔從貯存環(huán)境中抽取代表性的產(chǎn)品，并且檢查其是否有損傷或

退化的跡象。

對于每次周期性檢驗都應生成詳細的檢驗報告，記錄檢驗結果，發(fā)現(xiàn)的問題和采取的措施。

通過適當?shù)姆庋b用于后續(xù)的電學測試和可靠性試驗,封裝過程中應評估芯片產(chǎn)品的黏接牢固性。

周期性檢驗的頻數(shù)宜適當.避免對貯存產(chǎn)品造成不必要的影響。

當無法驗證貯存的芯片產(chǎn)品時，可檢驗封裝后的產(chǎn)品。

為了避免打開和重新處理貯存材料（可能比貯存本身損傷更大），周期性檢驗宜抽取貯存后不準備

使用或出售的特定的批次進行。

5長期貯存失效機理

長期貯存過程中可能發(fā)生的失效機理包括：

——包裝材料釋氣造成離子污染；

——濕氣滲入包裝材料造成金屬腐蝕；

——不兼容的包裝或/和集成電路（IC）材料之間的相互作用引起的有害反應；

——溫度變化造成金屬疲勞，焊料蠕變或鈍化層開裂；

——處理不當造成芯片表面開裂、劃傷或污染；

——大氣中的電離或輻射效應使柵氧化層和金屬化失效；

——壓電效應——通過內應力改變電氣參數(shù)；

——光電效應——通過注入電荷改變電氣參數(shù)；

——靜電釋放或其他輻射源引起的過電應力

6長期貯存的注意事項、方法、驗證和限制

6.1通則

本章給岀了芯片長期貯存過程中的注意事項，并針對暴露的環(huán)境列出了推薦的包裝方法、驗證、合

適的環(huán)境條件和貯存時間的限制。

長期貯存過程中的注意事項應與產(chǎn)品的生產(chǎn)單位協(xié)商或者根據(jù)產(chǎn)品預計貯存期間的物理性能來確

定。

宜采用IEC62435-2確定貯存產(chǎn)品適用的失效機理，以此確定需特別關注的事項。

詳情參考第4章介紹的各類包裝方法。

6.2芯片

芯片暴露的環(huán)境，以及減小暴露環(huán)境影響所采取的措施按表1規(guī)定。

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表1芯片長期貯存暴露的環(huán)境

暴露環(huán)境包裝方法驗證措施貯存環(huán)境/方式貯存時間上限預處理驗證測試內容

HIC（適用基于濕度指示目檢

水汽防潮袋、濕度時）；MBBB和C卡結果適用鍵合強度

指示卡密封完整性時；驗證測試不適用可焊性（焊料）

結果填充料/膠的完

水汽干燥柜氣體流量計A驗證測試結果不適用整性

充氮氣或惰氣體流量目檢

氧氣性氣體計；氧氣百A驗證測試結果不適用鍵合強度

萬分率檢測可焊性

氧氣傳感器

不含空氣防氧氣監(jiān)測目檢

氧氣潮袋儀；防潮袋B和C驗證測試結果不適用鍵合強度

密封完整性可焊性

氮氣、惰性氣目檢

釋氣體或空氣干A驗證測試結果不適用鍵合強度可焊

燥柜氣體流量計性（焊料嚴填充

料/膠的完整性

目檢

鍵合強度

釋氣防潮袋防潮袋密封B和C驗證測試結果不適用可焊性（焊料嚴

完整性填充料/膠的完

整性

聚合物基多層電介質或鈍化層可能需要使用干燥劑；應符合產(chǎn)品需求規(guī)定，并進行產(chǎn)品評估。

注：A代表干燥的儲藏柜，通常為無油空氣；B代表防潮袋貯存；C代表充氮（NJ或正壓MBB貯存，見IEC62435-4）

a)例如：外部目檢或其他適用的檢查見IEC60749-3。

b)例如：鍵合強度或相關測試見IEC60749-22。

c)例如：可焊性或其他適用的檢查見1EC60749-21。

d)對填充料、膠進行的檢驗項目包括：分層、空洞、孔隙。

7芯片特有的失效機理

7.1引線鍵合強度

引線鍵合強度受氧化物和污染物影響，應采取適當?shù)馁A存方法以防止?jié)駳馕廴尽?/p>

7.2污漬

長期貯存過程中，干燥條件不達標的芯片表面會產(chǎn)生污漬。含氟和氯的污染物會加速污漬產(chǎn)生。污

漬會使產(chǎn)品標識模糊影響外觀。

7.3表層剝落

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T/SLEIA0004—2023

芯片表面的水汽或化學污染物可能造成有機鈍化層的鉆蝕，導致鈍化層溶脹或分層。這種現(xiàn)象通常

可通過目檢來檢驗。

8具體操作中遇到的問題

8.1薄膜框上的芯片

隨著時間的推移晶圓薄膜黏性改變，芯片可能會脫落。在長期貯存過程中，薄膜黏合劑會殘留在芯

片的背面,影響可靠性。

芯片背面常用于散熱或電連接，黏合劑殘留影響焊點的完整性或污染散熱材料表面，從而降低部分

或所有的散熱能力和電連接。

8.2芯片盒或穿孔帶貯存

隨著時間的推移芯片盒或孔帶黏性改變，貯存的器件和芯片可能會脫落。

工業(yè)膠帶附著力測試（ASTMD333O）能用來評估黏性的變化。任何一種長期貯存方法都宜考慮貯

存時間和溫度范圍，避免出現(xiàn)問題。

應建立質量控制程序，并保留詳細的記錄，以追蹤芯片的貯存歷史和任何問題的出現(xiàn)，以便分析和

改進。

8.3操作損傷

操作運輸、振動、碰撞，或其他機械應力造成的缺陷會影響芯片或器件的敏感區(qū)域，宜在設計長期

貯存方案時考慮。MBB破損干燥劑顆粒散落，導致芯片長期貯存的外部環(huán)境不能真正滿足貯存要求。

托盤或產(chǎn)品的移動會造成擦傷和碎片污染。

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T/SLEIA0004—2023AA

附錄A

（資料性附錄）

審查檢查表

制定審查檢查表中考慮的問題見表A.1。

表A.1制定檢查表

項目涉及的問題章條號落實情況

貯存要求4

暴露的環(huán)境如何參照第6章來確定暴露的環(huán)境？4.1

暴露的環(huán)境列表如何從表1和表2中選擇適用的貯存方4.1和第6章

法？

進行了哪些驗證試驗？

裝配數(shù)據(jù)保留哪些數(shù)據(jù)用于后續(xù)工作？4.2

如何做？

已知狀態(tài)產(chǎn)品貯存前的狀態(tài)是怎么樣的？4.3

不進行100%的測試時，如何確保產(chǎn)品功

能正常？

造作造成的機械損傷操作過程中的機械損傷怎樣防護？4.5

產(chǎn)品貯存過程中的機械產(chǎn)品貯存過程中的機械損傷怎樣防護？4.5

損壞

操作最少的措施采取哪些措施確保產(chǎn)品操作最少？4.5

貯存環(huán)境（只涉及氧氣和水汽敏感的，對其他敏感的見IEC4.6和4.7

62435-2）

存儲柜的環(huán)境條件氣體的純度如何？4.6

允許的溫度范圍是什么？

允許的濕度范圍是什么？

大氣壓力多少？

存儲柜的控制打開和關閉存儲柜后，如何快速達到要4.6

求的控制條件？

如何避免存儲柜長時間處于打開狀態(tài)？

防靜電涂層控制有防靜電涂層的產(chǎn)品可否在存儲柜中貯4.6

存？

溫、濕記錄怎樣測量溫、濕度并記錄4.6

溫、濕度控制和超限報測量結果超差時，如何讓貯存工作人員4.6

警注意到？如何正確處理超差和記錄？

失控事件如何評估狀態(tài)失控帶來的影響？4.6

惰性氣體純度如何分析惰性氣體的純度？多久分析一4.7

次？純度分析的結果是否在允許范圍

內？

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表A.1制定檢查表（續(xù)）

項目涉及的問題章條號落實情況

化學污染防護4.8

離子污染防護如何避免芯片產(chǎn)品離子污染？4.8

包裝材料哪些包裝材料可能會造成離子污染？如4.8

何消除?

真空包裝貯存4.9

真空包裝如何評估真空包裝是否滿足貯存要求？4.9

干燥劑抽真空包裝的防潮袋內是否有干燥劑？4.9

包裝方法選擇哪一種真空包裝？如何評估其適用4.9

性？

電效應或輻射效應防護4.14和4.15

電效應使用什么包裝材料能盡可能地減少靜電4.14

的影響？

存儲柜如何設計能盡可能減少靜電的影

響？

輻射效應產(chǎn)品如何防止EMR輻射、陽光、射頻和X4.15

射線？

輻射效應貯存區(qū)域內允許哪些射頻信號存在？比4.15

如：Wi-Fi、移動電話等。

周期檢驗4.16

檢驗樣品是否有額外的產(chǎn)品用于檢驗？如何控4.16

制？

檢驗周期間隔多久需要檢查保存的檢驗樣品？4.16

檢驗需要做哪些試驗？4.16

樣品周轉怎樣周轉樣品對貯存的正式產(chǎn)品影響最4.16

小？

包裝檢驗包裝是否完整？如何檢查？4.16

操作注意事項8

晶圓薄膜框產(chǎn)品是否帶薄膜框保存？8.1

載帶產(chǎn)品是否用載帶保存？如何采取措施保8.2

證載帶包裝不會有問題？

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