GBT 43035-2023 半导体器件集成电路第20部分：膜集成电路和混合膜集成电路总规范第一篇：内部目检要求（正式版）

半导体器件集成电路第20部分：膜集成电路和混合膜集成电路总规范Semiconductordevices—Integratedcircuits—Part20:Genericspecificationforfilmintegratedcircuitsandhybridfilmintegratedcircuits-2023-09-07发布2023-09-07实施前言 I Ⅱ 1.2检查顺序 1.3检查设备 1.4检查环境 1.5放大倍数 1.7替代检验方法 2规范性引用文件 23术语和定义 4成膜基板-低放大倍数 4.1基板 34.2膜层 35组装-元器件在基板上的机械安装和电气连接 55.1外贴元件 55.2组装方法-低放大倍数检查 6组装-基板在封装中的机械安装和电气连接-低放大倍数 66.1通则 66.2焊接和有机黏接 67内部引线 7.1通则 7.2金丝球焊键合和楔形键合 7.3金丝球焊键合 7.4无尾键合(月牙形) 7.5楔形键合 7.6复合键合 87.7梁式引线 87.8引线 88封装 89多余物 81GB/T43035—2023/IEC607本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 第1部分：总则：——第2部分：数字集成电路；——第3部分：模拟集成电路；——第5部分：半定制集成电路；——第11部分：半导体集成电路分规范(不包括混合电路);——第20部分：膜集成电路和混合膜集成电路总规范；——第21部分：膜集成电路和混合膜集成电路分规范(采用鉴定批准程序);——第22部分：膜集成电路和混合膜集成电路分规范(采用能力批准程序);本文件等同采用IEC60748-20-1:1994《半导体器件集成电路第20部分：膜集成电路和混合膜请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出。本文件由全国半导体器件标准化技术委员会(SAC/TC78)归口。本文件起草单位：中国电子科技集团公司第四十三研究所、中国电子技术标准化研究院。ⅡGB/T43035—2023/IEC607半导体器件是电子行业产业链中的通用基础产品，为电子系统中的最基本单元，《半导体器件集成电路》是半导体器件的基础性和通用性标准，对于评价和考核半导体器件集成电路的质量和可靠性起着重要作用，拟由10个部分构成。——第1部分：总则。目的在于规定膜集成电路和混合膜集成电路的通用准则。——第2部分：数字集成电路。目的在于给出有关数字集成电路子类的标准。——第3部分：模拟集成电路。目的在于给出有关模拟集成电路子类的标准。——第4部分：接口集成电路。目的在于给出有关接口集成电路子类的标准。——第5部分：半定制集成电路。目的在于给出有关半定制集成电路子类的标准。——第11部分：半导体集成电路分规范(不包括混合电路)。目的在于规定已封装的半导体集成电——第20部分：膜集成电路和混合膜集成电路总规范。目的在于规定膜集成电路和混合膜集成电——第21部分：膜集成电路和混合膜集成电路分规范(采用鉴定批准程序)。目的是为额定值和特性提供优先值，从总规范中选择合适的试验和测量方法，并且给出根据本部分制定的膜集成电路和混合膜集成电路详细规范使用的通用性能要求。——第22部分：膜集成电路和混合膜集成电路分规范(采用能力批准程序)。目的是为特性提供优先值，从总规范中选择合适的试验和测量方法，并且给出根据本部分制定的膜集成电路和混合膜集成电路详细规范使用的通用性能要求。——第23部分：混合集成电路和膜结构。目的在于规定混合集成电路和膜结构的通用准则。等同采用IEC60748-20-1系列，保证半导体器件试验方法与国际标准一致，实现半导体器件检验标准体系，为半导体器件行业的发展起到指导作用。1半导体器件集成电路第20部分：膜集成电路和混合膜集成电路总规范本文件的目的是检查膜集成电路和混合膜集成电路(FICs和HFICs,以下简称器件)内部的材料、结构和制造工艺。通常在封帽或包封前进行该项检验，从而找出并剔除带有内部缺陷的器件。这种缺陷会导致器件在正常应用中失效。其他的验收准则应与购买商或供应商商定。进行内部目检时不要求必须按本试验所采用的顺序，可按承制方要求调整。对由于后续组装可能看不到的任何地方，在组装之前对其进行检查。本试验中所用的设备包括具有规定放大倍数的光学仪器和一些辅助的目检标准或器具(如标尺、图纸、照片等),这些设备是进行有效检验所需的，并能使操作者对受检验器件的可接受性进行客观判断。在检验过程中提供合适的夹具，以便于操作，提高检验效率并避免对器件造成损伤。在考虑中。“高放大倍数”(100倍到200倍)检查通常是指器件在照明条件下，显微镜垂直对准待观察表面而进行的检查。“低放大倍数”(10倍到100倍)检查通常是指在合适的倾斜角度和照明条件下，使用单筒、双筒或者体视显微镜而进行的检查。此处提到的“呈现”是指被检查器件的目检图像或目检形貌表明情况是存在的，并且不需要通过任何方法再确认。1.7替代检验方法下文给出的目检方法不是目检检验时所能采用的唯一方法。然而，制造商应满足国家权威机构(NAI)的要求，即任何替代方法都将得到相同的质量保证，否则应使用基准法进行试验。2GB/T43035—2023/IEC6072规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。有效电路区activecircuitarea包括功能电路元件、工作金属化层或任何相关连接组合的全部区域。起到内部连接作用的两层或多层金属或其他任何材料，这几层材料间彼此不隔离。侧边金属化edgemetallization能使基板上或内部不同金属化层之间实现电连接且通过基板边缘的金属化层。任何在微电路制造过程中未被使用的物质，或者在微电路封装中偏离了原始或预定位置的任何安在常规目检中采用照明和放大条件下呈现为不透明的多余物就被认为是导电的。保护除了连接焊盘以外包含金属化层的部分或全部基板区域的绝缘材料层，如玻璃钝化层、阻焊层等。用于隔离互不相连的导电层或电阻层的材料层。由材料去除工艺(如激光或研磨修正)所致的切缝或切口。多层布线金属化层(导体)multilevelmetallization(forconductors)用于起互连作用的两层或多层金属或任何其他材料，这几层材料通过生长或沉积的绝缘材料彼此隔离，可通过例如通孔或侧边金属化相互连接。键合区bondpadarea未被钝化层覆盖的裸露的金属区域。复合键合compoundbond一个键合点焊头搭放在另一个键合点焊头顶部的键合。3通孔金属化through-holemetallization通过一个孔或多个孔将基板表面或内部不同金属层级电连接起来的金属化方式。层表面的任何损伤缺陷。表面划痕cosmeticscratch浅的划痕，可能会完全穿过一层但并不会暴露或损坏下层，或者由于机械变形等横向地将金属化移位到导体边缘之外。某层中不是由划伤导致的任何缺陷，在该缺陷处能够看到下一层的材料。4成膜基板-低放大倍数呈现下列情况的器件不应被接收：a)贯穿基板的孔洞，除了贯穿的引线孔、使用的或者不使用的元器件安装孔和定位孔；b)长度超过0.125mm且指向电路工作区的任何裂纹(见图1);c)减少任意有效(金属化)电路区域的任何崩边(见图2);d)任何距离电路工作区0.025mm以内的裂纹(见图3);e)任何基板附着有另一基板的一部分，且该部分超过了装配图所允许的尺寸要求(见图4);f)当基板上设计有安装孔时，任何使安装孔周长增大25%的破损(见图5);g)任何起源于边缘的裂纹(见图6)。呈现下列情况的器件不应被接收。a)金属化划痕(划痕是指金属化表面中的任何撕裂现象，包括探针痕迹)1)除键合区外的金属化层，沿着长度方向上任何暴露基板或下层绝缘层的划伤，或者宽度方向上使金属化层受损宽度大于50%的划伤(见图7);2)复合多层金属化层中的划伤沿着长度方向上任何暴露了底层金属的划伤，或者顶层金属宽度方向上未受损宽度小于50%的划伤(见图8);3)键合区或嵌条区的划伤暴露下层绝缘层或基板，并且将连接键合和内部互连金属化层的金属化层宽度减少到小于最窄的内部金属化条宽度50%的划伤。如果两条或多条连接至键合区，应按此要求分别检查每个金属条(见图9)。b)金属化层空洞1)除引线或梁式引线键合区外的金属化层空洞，使未受损金属化层的宽度小于原始金属化条宽度的50%;2)引线或梁式引线键合区内的金属化层空洞，使得未受损键合区部分小于两倍的最大允许4GB/T43035—2023/IEC6073)引线或梁式引线键合区，包括嵌条区内的金属化层空洞，使得键合和内部互连金属化层的金属化层宽度减少到小于最窄内部金属化条宽度50%的空洞(见图9)。如果两条或多条引线或梁氏引线连接至键合区，应对每条分别检查。c)金属化层的腐蚀任何一种金属化层的腐蚀(见图10)。d)金属化层的附着性任何金属化隆起、剥落或起泡(见图11)。e)金属化层的探针损伤应用4.2.11)和4.2.12)规定的目检要求检查探针损伤。f)金属化层的跨接导体的突出或扩展可将两个分离的元件间的距离减小到小于25%,或者减少到小于设计规则中规定的最小绝缘距离的50%,取其较大者(见图12)。g)金属化层的对准偏差对准偏差使导体重叠区的尺寸小于较窄导体宽度的50%(见图13)。h)多余物多余物颗粒任何方向上的尺寸大于导体宽度的50%(见图14)。呈现下列情况的器件不应被接收：a)绝缘介质层上的任何划伤或空洞(见图15);b)当跨接处有错位时，每一侧电介质不可见的错位距离大于电路元件之间的最小设计绝缘距离的50%以上(见图16);c)划痕、缺口或空洞暴露下层导体(见图17);d)起泡或开裂(见图18);e)任何介质材料覆盖了25%以上的键合区或焊接区(见图19);D)不可移动的或不可去除的颗粒或多余物任何方向上的尺寸大于被覆盖元件宽度的50%(见图20)。呈现下列情况的器件不应被接收。a)划痕、缺口或空洞在任何方向上的尺寸大于电阻器宽度的50%(见图21);b)隆起、剥落或起泡(见图22);c)电阻的突出或扩展，将与另一元件的间隔距离减小到原距离的25%以下或小于绝缘距离最小设计值的50%,取其较大者(见图23);d)多余物颗粒在任何方向上的尺寸大于电阻器宽度的50%(见图24),调阻不得触碰多余物e)在长度方向上，电阻器/导体搭接的错位大于设计值的50%(见图25);f)在宽度方向上超出了导体图形边界的错位；g)在电阻/导体的搭接端电阻材料的颜色发生突变。呈现如4.2.3.1所述的失效情况或下列情况的器件不应被接收。5GB/T43035—2023/IEC607a)打磨修调膜电阻1)修调后剩余的最小电阻宽度小于原始值的40%(见图26),除非可以证明没有超过设计允许的最大电流密度的要求；2)电阻引出端宽度减少50%以上(见图27);3)修调切口桥接(见图28);4)因划痕、缺口或空隙，使得修调后膜电阻宽度小于设计值的40%(见图29);5)电阻材料中的微裂纹和不规则边缘(见图30);6)修调切痕内残留电阻材料(见图31)。b)激光修调膜电阻1)修调后剩余的最小电阻宽度小于原始值的40%(见图26),除非可以证明没有超过设计允许的最大电流密度的要求；2)修调切口桥接，设计需要除外(见图34);3)划痕、缺口或空洞与修调的综合影响，使得电阻未受影响的宽度小于上述可接受的最小宽度(见图35);4)微裂纹(见图36);5)电阻材料中的(修调切口)边缘不齐(见图37)。(任何台阶应小于或等于激光光斑直径的50%);6)修调切口内有电阻材料残留(见图38);口的修调区域(蛇形切口、双“L”切口(图33和图39))不在图32、图33和图39中规定的5组装-元器件在基板上的机械安装和电气连接5.1外贴元件参照元器件的相关规范。呈现下列情况的器件不应被接收：a)安装材料的球状物或片状物(见图42);b)疏松的残余黏接材料或黏接材料表面上未被浸润的多余物；c)堆积的黏接材料超过或触及到元器件的上表面(参见图40);d)导电黏接材料和相邻导体之间的绝缘距离减少到片式元器件之间绝缘距离的50%以下(见图41)。呈现下列情况的器件不应被接收。存在任何助焊剂残留。a)对于片式电阻器和电容器，元器件端电极和基板上导带的重叠尺寸小于元器件端电极长度“L”的50%(见图45)。6b)对于端电极有垂直(相对于基板)焊接区域的电阻器和电容器：1)任何一个端电极的有效焊接轮廓长度小于可焊接端面轮廓长度的50%(见图43);2)焊锡浸润高度小于端电极高度的三分之一或0.4mm(端电极高度大于1mm时)(见图44);c)对于端电极不含垂直(相对于基板)焊接区域的电阻器和电容器：1)可焊接轮廓少于75%的区域有可见焊料；2)因设计焊接轮廓距离元器件边缘较远导致浸润性无法目检的情况，可以采用国家监督检查机构(NSI)认可的替代检测方法。一个被认可的替代方法应用实例为：焊点剪切力应该大于相关文件中具体规定的加速度力对该焊点产生的剪切力，可以使用例如测力仪这样的仪器对适当的样品施加剪切力。d)对于半导体芯片，焊料或共晶材料浸润的轮廓长度小于芯片周长的50%或者连续浸润少于两e)对于带有预成型引线的表面安装元器件：1)元器件在导带焊区上的位置使引线的浸润长度小于其可焊接轮廓长度的50%(见图47和图48);2)元器件引线与基板上导带重叠区域的尺寸小于元件引线对应方向尺寸的50%(见图46);3)焊接轮廓长度小于引线可见轮廓(2a+b)长度的75%(见图47);4)焊料浸润少于75%的引线焊接长度或者少于50%的引线厚度(见图48)。f)对于带有引线的插孔安装元器件，圆形截面引线不足50%周长的区域上有焊料浸润引线和/或基板焊区(见图49)。呈现下列情况的器件不应被接收：基板导带焊盘或键合丝上存在有机聚合物材料或残留物。6组装-基板在封装中的机械安装和电气连接-低放大倍数呈现下列情况的器件不应被接收：a)基板的安装位置不满足版图要求(见图50);b)外壳引线柱与黏接在其下方的基板发生可见的接触，或者基板上未钝化的导体与封装引线柱之间的距离小于电路元件之间最小绝缘间距的50%(见图51)。呈现下列情况的器件不应被接收：a)至少50%的基板轮廓未见安装材料，若基板两个不相邻的边有连续可见的黏接材料则可以接收(见图52);b)基板上表面边沿的导电安装材料与电路任何工作区之间的距离小于电路元件之间最小绝缘间距的50%(见图53);c)安装材料的球状物或片状物(见图54);d)疏松的残留安装材料；e)封装引线上表面的非导电安装材料(在考虑中);f)导电安装材料堆积后与封装引线柱的距离小于0.25mm;7GB/T43035—2023/IEC607g)基板上键合区中无焊料或合金材料区域的尺寸小于最大可键合尺寸的两倍；h)任何残留助焊剂；i)键合区或焊盘因有机聚合物残留而发生明显的变色。7.1通则本条规定了元器件、基板、外壳引线柱上的引线键合检验要求。键合检验通常在不小于60倍的放大倍数下进行。7.2金丝球焊键合和楔形键合呈现下列情况的器件不应被接收：a)键合点在芯片上键合区内的面积小于50%;b)封装引线柱或基板上的键合点不完全在键合区域内；c)半导体芯片上的相隔离键合点之间，或键合点与未与其连接的未玻璃钝化的工作金属化区域之间的距离小于20μm;d)对于有玻璃饨化的工作金属化区域，最小间隔应不小于2.5μm。7.3金丝球焊键合呈现下列情况的器件不应被接收：a)球焊键合点的直径小于引线直径的2倍或大于引线直径的5倍；b)球焊键合的引出线不完全在球的周界内；c)球焊键合点的中心不在键合区的界限内。7.4无尾键合(月牙形)呈现下列情况的器件不应被接收：a)无尾键合点的宽度小于引线直径的1.2倍或者大于引线直径的5.0倍，或者其长度小于引线直径的0.5倍或者大于引线直径的3.0倍(见图55);b)无尾键合点的劈刀压痕宽度未覆盖整个引线宽度(见图55);c)位于键合区到金属化引线出口处的无尾键合，在键合区周边和至少金属化条的一侧之间不存在连续的金属线(见图55)。呈现下列情况的器件不应被接收：a)超声楔形键合点的宽度小于引线直径的1.2倍或大于引线直径的2.5倍，或者其长度小于引线直径的1.5倍或大于引线直径的5倍(见图56);b)热超声和热压楔形键合点的宽度小于引线直径的1.5倍或大于引线直径的3.0倍，或者其长度小于引线直径的1.5倍或大于引线直径的5倍(见图57);c)位于键合区到金属化引线出口处的楔形键合，在键合区周边和至少金属化条的一侧之间不存在未损伤的金属线(见图58),除非金属化条的宽度大于50μm并且在金属化条侧边的键合区尺寸大于100μm。8GB/T43035—2023/IEC607呈现下列情况的器件不应被接收：a)用于固定两根公共引线的键合；b)在原有的键合点上面有多于一个的键合点；c)第二次键合与原键合点间的接触面积小于75%的复合键合。7.7梁式引线本检查判据和要求适用于采用直接工具操作或通过适宜的中间层所形成的整个键合区。呈现下列情况的器件不应被接收：a)在键合处的工具压痕未完全覆盖梁式引线的整个宽度；b)在键合处的工具压痕长度小于25μm(见图59);c)键合工具压痕离芯片边缘小于25μm(见图60);d)有效键合区面积小于梁式引线精确对准情况下键合面积的50%(见图60);e)梁式引线有效键合区域中的裂纹或破损大于梁式引线原始宽度的25%;)键合点之间或键合点与其不相连的相邻未玻璃钝化的金属化层之间的距离小于25μm;g)键的浮起或脱落。呈现下列情况的器件不应被接收：a)任何引线与另一引线(公用引线除外)、外壳引线柱、未玻璃饨化的工作金属化层、芯片或任何封装部件接触；b)引线过度弯曲或下垂导致引线与另外一根引线、外壳引线柱、未被玻璃钝化的工作金属化层、芯片或者不应与该引线相连的封装部件之间的距离小于引线直径的两倍；c)引线上的裂口、切伤、弯曲、刻痕或颈缩，使引线直径减少了25%以上；d)多余的引线，在键合区上的长度大于引线直径的两倍或者在外壳引线柱上的长度大于引线直径的四倍；