JPH0249456B2 - - Google Patents
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- JPH0249456B2 JPH0249456B2 JP56177166A JP17716681A JPH0249456B2 JP H0249456 B2 JPH0249456 B2 JP H0249456B2 JP 56177166 A JP56177166 A JP 56177166A JP 17716681 A JP17716681 A JP 17716681A JP H0249456 B2 JPH0249456 B2 JP H0249456B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor device
- test
- moisture resistance
- temperature
- metal wiring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体装置の耐湿性試験の試験時間
の迅速化をはかる半導体装置の耐湿性試験方法に
関する。
の迅速化をはかる半導体装置の耐湿性試験方法に
関する。
半導体装置、特にレジンモールドの半導体装置
の場合、その信頼性上の大きな問題点として耐湿
性が上げられる。そして、耐湿性不良の最頻のモ
ードは半導体チツプ上の金属配線（アルミニウム
が多く用いられている）の水分による腐食断線で
ある。レジンは大なり小なり吸湿性を有するが、
レジンモールドICの構成材料の選定および製造
プロセスを最適化することにより、レジンモール
ドICの耐湿性を実用上問題のないレベルまで向
上させることができる。しかし、その材料の選定
や製造プロセスが常に最適状態を保持しているか
否かは不明であるため半導体装置に対しては、完
成品のレベルで耐湿性の評価を定期的に行う必要
がある。又、構成材料や製造プロセスに変更があ
つた場合も同様に耐湿性の評価が必要となる。
の場合、その信頼性上の大きな問題点として耐湿
性が上げられる。そして、耐湿性不良の最頻のモ
ードは半導体チツプ上の金属配線（アルミニウム
が多く用いられている）の水分による腐食断線で
ある。レジンは大なり小なり吸湿性を有するが、
レジンモールドICの構成材料の選定および製造
プロセスを最適化することにより、レジンモール
ドICの耐湿性を実用上問題のないレベルまで向
上させることができる。しかし、その材料の選定
や製造プロセスが常に最適状態を保持しているか
否かは不明であるため半導体装置に対しては、完
成品のレベルで耐湿性の評価を定期的に行う必要
がある。又、構成材料や製造プロセスに変更があ
つた場合も同様に耐湿性の評価が必要となる。
耐湿性評価の試験方法としては、高温高湿中、
例えば40℃ないし85℃、80％ないし100％RH中
において被験半導体装置を放置して金属配線の腐
食断線状態をチエツクするものや、前記被験半導
体装置の電極間に連続的あるいは間歇的に電圧を
印加し金属配線の腐食断線をチエツクするものが
一般に用いられていた。しかし、このような試験
方法では耐湿不良品が発生するまでの時間が長
く、一般に1000時間ないし10000時間に及ぶ長時
間の試験が必要である。そのため、耐湿性不良に
対し迅速な対策が困難であつた。この原因は、前
記の試験条件では湿気が半導体チツプ内部に浸入
するに長時間を要するためと、半導体チツプ上に
形成される水分の膜厚が薄いため、この水膜によ
つて金属配線が腐食断線するのに長時間を必要と
するためである。
例えば40℃ないし85℃、80％ないし100％RH中
において被験半導体装置を放置して金属配線の腐
食断線状態をチエツクするものや、前記被験半導
体装置の電極間に連続的あるいは間歇的に電圧を
印加し金属配線の腐食断線をチエツクするものが
一般に用いられていた。しかし、このような試験
方法では耐湿不良品が発生するまでの時間が長
く、一般に1000時間ないし10000時間に及ぶ長時
間の試験が必要である。そのため、耐湿性不良に
対し迅速な対策が困難であつた。この原因は、前
記の試験条件では湿気が半導体チツプ内部に浸入
するに長時間を要するためと、半導体チツプ上に
形成される水分の膜厚が薄いため、この水膜によ
つて金属配線が腐食断線するのに長時間を必要と
するためである。
そこで、耐湿性評価の試験時間を短縮する方法
が従来より種々検討されてきたが、現在一般に行
なわれている試験方法としてはPCT（Pressure
Cooker Test）のみが上げられる。この方法は
121℃、100％RHの高温高湿中で水蒸気分圧２気
圧とし、必要に応じて電圧を印加して行なうもの
である。高温であるため湿気の浸入速度が速めら
れ、金属配線の腐食速度も速めることを狙いとし
たものである。しかしながら、この試験方法によ
る試験結果は、市場における不良状態や、市場に
近いストレス条件での耐湿性試験結果とは必ずし
も相関関係がないことが経験的によく知られてい
る事実である。その一例を第４図に示す。
が従来より種々検討されてきたが、現在一般に行
なわれている試験方法としてはPCT（Pressure
Cooker Test）のみが上げられる。この方法は
121℃、100％RHの高温高湿中で水蒸気分圧２気
圧とし、必要に応じて電圧を印加して行なうもの
である。高温であるため湿気の浸入速度が速めら
れ、金属配線の腐食速度も速めることを狙いとし
たものである。しかしながら、この試験方法によ
る試験結果は、市場における不良状態や、市場に
近いストレス条件での耐湿性試験結果とは必ずし
も相関関係がないことが経験的によく知られてい
る事実である。その一例を第４図に示す。
第４図はサンプルとしてＡ、B2種類のレジン
とα、β2種類のリードフレームを選定し、これ
を組合せた半導体装置について耐湿性を試験した
ものである。すなわち、これ等の組合せサンプル
について、65℃、95％RHの条件と前記PCTの条
件（121℃、100％RH）とで1000時間試験したと
きの不良率を％で表わしたものである。この表に
示されるごとく、65℃、95％RHの条件とPCTと
の条件とではサンプル間の不良率の順位が全く逆
転している。これは、レジンとリードフレームと
の組合せによつては、高温のPCTの条件に対し
ては異常破壊が生ずる場合があることを示してい
る。又、サンプルNo.１ではPCTの方が低不良率
を示しており、この場合にはPCTが耐湿性試験
の迅速化に役立つていないことがわかる。
とα、β2種類のリードフレームを選定し、これ
を組合せた半導体装置について耐湿性を試験した
ものである。すなわち、これ等の組合せサンプル
について、65℃、95％RHの条件と前記PCTの条
件（121℃、100％RH）とで1000時間試験したと
きの不良率を％で表わしたものである。この表に
示されるごとく、65℃、95％RHの条件とPCTと
の条件とではサンプル間の不良率の順位が全く逆
転している。これは、レジンとリードフレームと
の組合せによつては、高温のPCTの条件に対し
ては異常破壊が生ずる場合があることを示してい
る。又、サンプルNo.１ではPCTの方が低不良率
を示しており、この場合にはPCTが耐湿性試験
の迅速化に役立つていないことがわかる。
このように、温度ストレスを強くすることには
限界があり、信頼できる試験温度としては一般に
85℃以下とされるが、この温度条件では前記した
ごとく試験時間が長くなる欠点があつた。よつ
て、従来より試験温度を極端に高めることなく、
かつ、短時間でレジンモールド半導体装置の耐湿
性を評価できる試験方法が要請されていた。
限界があり、信頼できる試験温度としては一般に
85℃以下とされるが、この温度条件では前記した
ごとく試験時間が長くなる欠点があつた。よつ
て、従来より試験温度を極端に高めることなく、
かつ、短時間でレジンモールド半導体装置の耐湿
性を評価できる試験方法が要請されていた。
本発明は、この要請に基づいて提案されたもの
で、その目的は短時間で半導体装置の耐湿性評価
ができ、かつ、被験半導体装置を異常破壊するこ
とのない半導体装置の耐湿性試験方法を提供する
にある。
で、その目的は短時間で半導体装置の耐湿性評価
ができ、かつ、被験半導体装置を異常破壊するこ
とのない半導体装置の耐湿性試験方法を提供する
にある。
本発明は、以上の目的を達成するため、半導体
装置の内部構成材料である金属配線材料を腐食さ
せる液体を、適宜の濃度、圧力、温度および時間
等の条件下で前記半導体装置に浸透させた後、こ
の半導体装置を適宜の高温高湿下に放置し、前記
液体を半導体チツプ上に到達させ、場合によつて
は半導体装置の電極間に電圧を印加して耐湿性試
験を行ない前記半導体装置に異常破壊を起させる
ことなく前記金属配線材料の腐食断線が短時間で
発生するようにした半導体装置の耐湿性試験方法
を特徴としたものである。
装置の内部構成材料である金属配線材料を腐食さ
せる液体を、適宜の濃度、圧力、温度および時間
等の条件下で前記半導体装置に浸透させた後、こ
の半導体装置を適宜の高温高湿下に放置し、前記
液体を半導体チツプ上に到達させ、場合によつて
は半導体装置の電極間に電圧を印加して耐湿性試
験を行ない前記半導体装置に異常破壊を起させる
ことなく前記金属配線材料の腐食断線が短時間で
発生するようにした半導体装置の耐湿性試験方法
を特徴としたものである。
以下、本発明の実施に好適な実施例を図に基づ
き説明する。
き説明する。
本実施例ではレジンモールド半導体チツプ上に
アルミニウム配線が施された半導体装置を対象と
している。アルミニウムに対する腐食性溶液とし
ては３重量％および23重量％の食塩水が用いられ
る。食塩水は、アルミニウム上の酸化膜を破壊
し、アルミニウムと反応して短時間にこれを腐食
させる働きをする。
アルミニウム配線が施された半導体装置を対象と
している。アルミニウムに対する腐食性溶液とし
ては３重量％および23重量％の食塩水が用いられ
る。食塩水は、アルミニウム上の酸化膜を破壊
し、アルミニウムと反応して短時間にこれを腐食
させる働きをする。
第１図において、まづ被験半導体装置１は高圧
容器２中に投入される。次に、被験半導体装置１
が完全に浸漬するに充分な量の食塩水３を高圧容
器２内に投入する。この食塩水３の濃度は３重量
％又は23重量％のものとする。
容器２中に投入される。次に、被験半導体装置１
が完全に浸漬するに充分な量の食塩水３を高圧容
器２内に投入する。この食塩水３の濃度は３重量
％又は23重量％のものとする。
次に、高圧空気ボンベ４より高圧空気をバルブ
５を開いて高圧容器２内に導入する。この時の高
圧容器２内の圧力は圧力ゲージ６により測定され
る。本実施例の場合は高圧容器２内の圧力は５気
圧とした。
５を開いて高圧容器２内に導入する。この時の高
圧容器２内の圧力は圧力ゲージ６により測定され
る。本実施例の場合は高圧容器２内の圧力は５気
圧とした。
被験半導体装置１は前記の状態で16時間常温で
放置される。
放置される。
腐食性溶液である食塩水３は、被験半導体装置
１のレジンとリードピン又はレジンとリードワイ
ヤ等の界面に存在する微細な隙間から浸入し、被
験半導体装置の内部に浸透する。
１のレジンとリードピン又はレジンとリードワイ
ヤ等の界面に存在する微細な隙間から浸入し、被
験半導体装置の内部に浸透する。
次に、食塩水加圧浸漬処理が施された被験半導
体装置１を第２図に示すごとく高温高湿槽７の中
に放置する。本実施例では高温高湿槽７の状態は
85℃、100％RHとした。
体装置１を第２図に示すごとく高温高湿槽７の中
に放置する。本実施例では高温高湿槽７の状態は
85℃、100％RHとした。
高温高湿槽７内で放置されてる間に、食塩水３
はさらに被験半導体装置１の内部に浸透し、つい
に半導体チツプ表面に到達する。そして、被験半
導体装置１の外部の湿気も食塩水中の腐食性イオ
ンを伴つて半導体チツプ表面まで浸入する。従つ
て、半導体チツプ表面においてアルミニウム配線
が露出しているような欠陥部が存在すれば腐食性
イオンによりアルミニウム配線の腐食断線は極め
て短時間で発生することになる。又、アルミニウ
ム配線が半導体チツプ表面に露出していなくとも
従来例に比較して腐食断線は短時間で行なわれ
る。
はさらに被験半導体装置１の内部に浸透し、つい
に半導体チツプ表面に到達する。そして、被験半
導体装置１の外部の湿気も食塩水中の腐食性イオ
ンを伴つて半導体チツプ表面まで浸入する。従つ
て、半導体チツプ表面においてアルミニウム配線
が露出しているような欠陥部が存在すれば腐食性
イオンによりアルミニウム配線の腐食断線は極め
て短時間で発生することになる。又、アルミニウ
ム配線が半導体チツプ表面に露出していなくとも
従来例に比較して腐食断線は短時間で行なわれ
る。
第３図は実施例の効果を表示したものである。
図において横軸は試験時間Hhrを表示し、縦軸
は累積不良率Ｐ％を示す。なお、図はワイブルチ
ヤートで表示されている。直線ａ，ｂは本実施例
によるもので食塩水濃度23重量％、３重量％の場
合をそれぞれ示す。直線ｃは従来技術の場合で、
85℃、100％RHの高温高湿槽に直接放置したも
のである。
は累積不良率Ｐ％を示す。なお、図はワイブルチ
ヤートで表示されている。直線ａ，ｂは本実施例
によるもので食塩水濃度23重量％、３重量％の場
合をそれぞれ示す。直線ｃは従来技術の場合で、
85℃、100％RHの高温高湿槽に直接放置したも
のである。
図で明らかのごとく、本実施例の場合は従来技
術に比較して極めて短時間に耐湿性の評価が行え
る。ちなみに、直線ａは直線ｃに対し約７倍試験
時間が短縮されることがわかる。
術に比較して極めて短時間に耐湿性の評価が行え
る。ちなみに、直線ａは直線ｃに対し約７倍試験
時間が短縮されることがわかる。
本実施例では腐食性溶液として食塩水を用いた
が、食塩水に適当な界面活性剤を混合させ、半導
体中に混合剤が浸透し易すくしてもよい。
が、食塩水に適当な界面活性剤を混合させ、半導
体中に混合剤が浸透し易すくしてもよい。
又、当然ながら金属配線材料がアルミニウムで
ない場合にはその材料に見合つた腐食性溶液又は
その混合剤を用いることにより同様の効果が上げ
られる。
ない場合にはその材料に見合つた腐食性溶液又は
その混合剤を用いることにより同様の効果が上げ
られる。
本実施例では第１図および第２図に示す方法を
用いたが、これに限定するものではない。すなわ
ち、半導体装置を真空容器内に入れ、真空装置に
より半導体装置内部の気体を排気したのち、ただ
ちに食塩水を前記真空容器内に注入し加圧を行つ
ても良い。又、被験半導体装置を食塩水に浸漬し
た状態で真空脱泡し、半導体装置内部の気体と食
塩水とを置換しても良く、その後さらに加圧を行
なつて食塩水を半導体内部に浸透させても良い。
用いたが、これに限定するものではない。すなわ
ち、半導体装置を真空容器内に入れ、真空装置に
より半導体装置内部の気体を排気したのち、ただ
ちに食塩水を前記真空容器内に注入し加圧を行つ
ても良い。又、被験半導体装置を食塩水に浸漬し
た状態で真空脱泡し、半導体装置内部の気体と食
塩水とを置換しても良く、その後さらに加圧を行
なつて食塩水を半導体内部に浸透させても良い。
さらに、食塩水の浸透をより効果的に行うた
め、被験半導体装置が浸漬している食塩水に超音
波振動を与えてもよい。又、このとき圧力印加と
加温とを単独にあるいは同時に付加しても良い。
め、被験半導体装置が浸漬している食塩水に超音
波振動を与えてもよい。又、このとき圧力印加と
加温とを単独にあるいは同時に付加しても良い。
又、本実施例では、食塩水加圧による前処理の
後に、高温高湿試験として、85℃、100％RHの
放置を行つたが、この条件に限定するものでな
く、被験半導体装置の構造、特性および所要の試
験時間の短縮度合等により適当に設定される。
後に、高温高湿試験として、85℃、100％RHの
放置を行つたが、この条件に限定するものでな
く、被験半導体装置の構造、特性および所要の試
験時間の短縮度合等により適当に設定される。
又、高温高湿状態で被験半導体装置の電極間に
電圧を連続的に、もしくは間歇的に印加してもよ
い。
電圧を連続的に、もしくは間歇的に印加してもよ
い。
又、高温高湿中に放置後、常温以下でかつ０℃
以上の温度で電圧印加を行つても良い。
以上の温度で電圧印加を行つても良い。
又、以上説明した半導体装置の試験方法を行う
前に、あらかじめ半導体装置に対して−55℃（30
分）〜150℃（30分）の温度サイクルを10サイク
ル程度行つても良い。この温度サイクルにより、
レジンとリードピン又はレジンとリードワイヤ等
の界面の接着力の弱い部分に隙間が生じ、金属配
線材料を腐食させる溶剤又はその混合剤及び湿気
が半導体チツプに容易に到達し易くなる。なお温
度、周期、試験サイクル数等の温度サイクル条件
は、被験半導体装置の構造、特性によつて適当に
設定される。以上の説明によつて明らかのごと
く、本発明によれば極めて短時間で耐湿性の評価
が行われると共に、PCTのごとき高温条件で試
験をしないため被験半導体装置の異常破壊が生じ
ない効果を上げることができる。
前に、あらかじめ半導体装置に対して−55℃（30
分）〜150℃（30分）の温度サイクルを10サイク
ル程度行つても良い。この温度サイクルにより、
レジンとリードピン又はレジンとリードワイヤ等
の界面の接着力の弱い部分に隙間が生じ、金属配
線材料を腐食させる溶剤又はその混合剤及び湿気
が半導体チツプに容易に到達し易くなる。なお温
度、周期、試験サイクル数等の温度サイクル条件
は、被験半導体装置の構造、特性によつて適当に
設定される。以上の説明によつて明らかのごと
く、本発明によれば極めて短時間で耐湿性の評価
が行われると共に、PCTのごとき高温条件で試
験をしないため被験半導体装置の異常破壊が生じ
ない効果を上げることができる。
第１図、第２図は本発明の一実施例を示す説明
図、第３図は本発明の実施例の効果を示すワイブ
ルチヤート、第４図は耐湿性試験結果を示す表で
ある。 １……被験半導体装置、２……高圧容器、３…
…食塩水、４……高圧空気ボンベ、５……バル
ブ、６……圧力ゲージ、７……高温高湿槽。
図、第３図は本発明の実施例の効果を示すワイブ
ルチヤート、第４図は耐湿性試験結果を示す表で
ある。 １……被験半導体装置、２……高圧容器、３…
…食塩水、４……高圧空気ボンベ、５……バル
ブ、６……圧力ゲージ、７……高温高湿槽。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内部構成材料として金属配線を有する半導体
装置を、上記金属配線を腐食させる腐食性イオン
を含有する液体中に腐食性イオンが内部に浸透す
るように常温条件下で侵漬し、その後該半導体装
置を取り出して異常破壊しない温度以下の高温、
高湿状態に放置し、半導体装置を異常破壊するこ
となく短時間に耐湿性試験をすることを特徴とす
る半導体装置の耐湿性試験方法。 ２ 上記異常破壊しない温度が、85℃以下である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半
導体装置の耐湿性試験方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17716681A JPS5879139A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 半導体装置の耐湿性試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17716681A JPS5879139A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 半導体装置の耐湿性試験方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5879139A JPS5879139A (ja) | 1983-05-12 |
| JPH0249456B2 true JPH0249456B2 (ja) | 1990-10-30 |
Family
ID=16026335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17716681A Granted JPS5879139A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 半導体装置の耐湿性試験方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5879139A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6038056B2 (ja) * | 2014-01-30 | 2016-12-07 | 三菱電機株式会社 | 電極の耐湿性評価方法およびこれに用いられる評価装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2226458A1 (de) * | 1972-05-26 | 1973-12-13 | Smith Mfg Co | Vorrichtung zum zufuehren von buechern zu einer bucheinbindemaschine |
| JPS5569069A (en) * | 1978-11-20 | 1980-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | Testing method for dampproof property of semiconductor device |
| JPS56107542U (ja) * | 1980-01-22 | 1981-08-21 | ||
| JPS56107543U (ja) * | 1980-01-22 | 1981-08-21 |
-
1981
- 1981-11-06 JP JP17716681A patent/JPS5879139A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5879139A (ja) | 1983-05-12 |
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