DIN EN 60749-19-2011 Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 19 Die shear strength (IEC 60749-19 2003 + A1 2010) German version EN 60749-19 2003 + A1 20.pdf

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1、Januar 2011DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 8DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 31

2、.080.01!$l“1732791www.din.deDDIN EN 60749-19Halbleiterbauelemente Mechanische und klimatische Prfverfahren Teil 19: Prfung der Chip-Bondfestigkeit (IEC 60749-19:2003 + A1:2010);Deutsche Fassung EN 60749-19:2003 + A1:2010Semiconductor devices Mechanical and climatic test methods Part 19: Die shear st

3、rength (IEC 60749-19:2003 + A1:2010);German version EN 60749-19:2003 + A1:2010Dispositifs semiconducteurs Mthodes dessais mcaniques et climatiques Partie 19: Rsistance de la pastille au cisaillement (CEI 60749-19:2003 + A1:2010);Version allemande EN 60749-19:2003 + A1:2010Alleinverkauf der Normen du

4、rch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 60749-19:2003-10www.beuth.deGesamtumfang 8 SeitenB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCFB7EF8FD9NormCD - Stand 2011-01 DIN EN 60749-19:2011-01 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2003-04-01 angenommene Europische Norm und die am

5、 2010-09-01 angenommene nderung A1 als DIN-Norm ist 2011-01-01. Daneben darf DIN EN 60749-19:2003-10 noch bis 2013-09-01 angewendet werden. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 60749-19/A1:2009-10. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 631 Halbleiterbauelemente“ der

6、DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 47 Semiconductor devices“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (maintenance result date)

7、 unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Die nderung A1 wurde durch ein

8、 senkrechte Linie am linken Rand gekennzeichnet. nderungen Gegenber DIN EN 60749-19:2003-10 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) im Anwendungsbereich wurde entsprechend EN 60749-19/A1:2010-09 eine zweite Anmerkung (Abschnitt1, Anmerkung 2) eingefgt, welche die unterschiedliche Anwendung bei hoh

9、lraumlosen Gehusen und Gehusen mit Hohlraum klarstellt; b) Verweis in Abschnitt 7, Punkt a) der Deutschen Fassung der EN korrigiert. Frhere Ausgaben DIN 41794-1: 1972-06 DIN IEC 60749: 1987-09 DIN EN 60749: 2000-02, 2001-09, 2002-09 DIN EN 60749-19: 2003-10 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCFB7EF

10、8FD9NormCD - Stand 2011-01 EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 60749-19 April 2003 + A1 September 2010 ICS 31.080.01 Deutsche Fassung Halbleiterbauelemente Mechanische und klimatische Prfverfahren Teil 19: Prfung der Chip-Bondfestigkeit (IEC 60749-19:2003 + A1:2010) Semiconductor de

11、vices Mechanical and climatic test methods Part 19: Die shear strength (IEC 60749-19:2003 + A1:2010) Dispositifs semiconducteurs Mthodes dessais mcaniques et climatiques Partie 19: Rsistance de la pastille au cisaillement (CEI 60749-19:2003 + A1:2010) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2003-

12、04-01 und die A1 am 2010-09-01 angenom-men. Die CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche

13、 Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem C

14、ENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutsc

15、hland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Kn

16、igreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Zentralsekretariat: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2010 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und

17、 in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 60749-19:2003 + A1:2010 DB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCFB7EF8FD9NormCD - Stand 2011-01 DIN EN 60749-19:2011-01 EN 60749-19:2003 + A1:2010 Vorwort Der Text des Schriftstcks 47/1664/FDIS, zuknftige 1. Ausg

18、abe von IEC 60749-19, ausgearbeitet von dem IEC TC 47 Semiconductor devices“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2003-04-01 als EN 60749-19 angenommen. Dieses mechanische und klimatische Prfverfahren ist, soweit es sich auf die Chip-Bondfestigkeit bezieht, ein

19、e vollstndige Neufassung der in EN 60749:1999, Kapitel 2, Abschnitt 7, enthaltenen Prfung. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2004-01-01 s

20、ptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2006-04-01 Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 60749-19:2003 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. Vorwort zu A1 Der Text des Schriftstcks 47/

21、2016/CDV, zuknftige nderung 1 zu IEC 60749-19:2003, ausgearbeitet von dem IEC TC 47 Semiconductor devices“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2010-09-01 als nderung A1 zu EN 60749-19:2003 angenommen. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Element

22、e dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN und CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die nderung auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationa

23、len Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2011-06-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der nderung entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2013-09-01 Anerkennungsnotiz Der Text der nderung 1:2010 zur Internationalen Norm IEC 60749-19:2003 wurde von CENELEC als

24、nderung zur Europischen Norm ohne irgendeine Abnderung angenommen. 2 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCFB7EF8FD9NormCD - Stand 2011-01 DIN EN 60749-19:2011-01 EN 60749-19:2003 + A1:2010 Inhalt SeiteVorwort .2 Vorwort zu A1 .2 1 Anwendungsbereich.4 2 Beschreibung der Prfeinrichtung4 3 Prfdurchfhru

25、ng4 4 Fehler- und Beurteilungskriterien .5 5 Anforderungen5 6 Abscherkategorien .5 7 bersicht der wichtigen Angaben 5 Bilder Bild 1 Dmpfungsschicht auf dem Kontaktierwerkzeug (Draufsicht) 6 Bild 2 Positionierung des Kontaktierwerkzeugs bezglich des Chips (Draufsicht) .6 Bild 3 Wahl der Chipkante bez

26、glich der Anwendung des Kontaktierwerkzeugs (Seitenansicht)6 3 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCFB7EF8FD9NormCD - Stand 2011-01 DIN EN 60749-19:2011-01 EN 60749-19:2003 + A1:2010 1 Anwendungsbereich Zweck dieses Teils der IEC 60749 ist die Bewertung (siehe Anmerkung) der Integritt der Werkstoffe

27、 sowie der Prozess-Schritte, die angewendet werden, um Halbleiter-Chips auf Gehusesockel (Header) oder andere Substrate (Trgerstreifen) zu befestigen (fr den Anwendungsbereich dieses Prfverfahrens sollte die Benen-nung Halbleiter-Chips“ passive Bauelemente einschlieen). Im Allgemeinen ist dieses Prf

28、verfahren nur bei Hohlraum-Bauelementen und als Prozess-Monitor anwend-bar. Es ist nicht anwendbar bei Chipflchen 10 mm2. Ebenso ist es nicht anwendbar bei der Flip-Chip-Technologie oder flexiblen Substraten. ANMERKUNG 1 Die Bestimmung basiert auf einer Messung der am Chip oder am entsprechenden Ele

29、ment aufzubrin-genden Kraft und, bei Auftreten eines Ausfalls, der Ausfallart, die aus der angewandten Kraft und dem optischen Erscheinungsbild des verbliebenen Chip-Bondmaterials und der Metallisierung des Sockels/Substrats resultiert. ANMERKUNG 2 In Gehusen mit Hohlraum (Cavity-Packages) wird die

30、Chip-Bondfestigkeit gemessen, um die Festig-keit der Chipbefestigung innerhalb des Hohlraums sicherzustellen. In hohlraumlosen Gehusen, zum Beispiel Gehusen in Kunststoff-Spritzgusstechnologie, wird das Chipbonden verwendet, um Chipbewegungen solange zu verhindern, bis die Kunststoffmasse vollstndig

31、 ausgehrtet ist. Im Allgemeinen sind Festlegungen zur Chip-Bondfestigkeit und der Mindestflche zur Befestigung bis auf folgende Ausnahmen nicht notwendig: eine elektrische Verbindung ist zwischen Chip und Chip-Bondflche (Die-Pad) erforderlich; eine Wrmeableitung vom Chip ber die Chip-Bondstelle (Chi

32、p-Bond) ist erforderlich. 2 Beschreibung der Prfeinrichtung Die Prfeinrichtung besteht hauptschlich aus einem Gert, das die Beanspruchung in der Art und Weise einer linear bewegten Kraftvorrichtung oder eines Zirkular-Dynamometers mit Hebelarm realisiert. Auerdem ist Folgendes erforderlich: a) ein K

33、ontaktierwerkzeug, das eine gleichmige Beanspruchung bezogen auf die Chipkante senkrecht zur Befestigungsebene des Gehuses oder Substrats (siehe Bild 3) ermglicht. Eine dmpfende Schicht auf dem Kontaktierwerkzeug darf verwendet werden, um eine gleichmige Beanspruchung sicherzu-stellen (siehe Bild 1)

34、; b) eine Messungenauigkeit von 5 % bezogen auf den vollen Skalenausschlag oder 0,5 N; je nachdem, welches der besseren Genauigkeit entspricht; c) ein Messmittel, um die aufgewendete Kraft zu ermitteln; d) eine Einrichtung, verbunden mit einer geeigneten Lichtquelle, um sowohl den Chip als auch das

35、Kontaktierwerkzeug whrend der Prfung visuell zu beobachten (z. B. bei zehnfacher Vergrerung); e) eine Prffassung, die drehbar gelagert ist in Bezug auf das Kontaktierwerkzeug und die Einspann-fassung, fr den/das (Gehuse-)Header/Substrat, um einen linienartigen Angriff des Kontaktierwerkzeugs entlang

36、 der gesamten Chipkante von einem Ende bis zum anderen Ende zu realisieren (siehe Bild 2). ANMERKUNG Viele Messgerte sind in kilogramm-force“ (kgf) (1 kgf = 9,8 N) skaliert. 3 Prfdurchfhrung Mit der Prfeinrichtung nach Abschnitt 2 muss unter folgenden Bedingungen eine Kraft auf den Chip ausgebt werd

37、en, die ausreicht, den Chip von seiner Unterlage abzuscheren, oder die das Zweifache der festgelegten Mindestscherkraft (siehe Abschnitt 4) betrgt, je nachdem, welche die kleinere ist. 4 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCFB7EF8FD9NormCD - Stand 2011-01 DIN EN 60749-19:2011-01 EN 60749-19:2003 + A

38、1:2010 a) Wenn ein linear bewegter Kraftmesser verwendet wird, muss die Richtung der angreifenden Kraft parallel bezglich der Ebene des Headers bzw. Substrats und rechtwinklig zum beanspruchten Chip sein. b) Wenn ein Zirkular-Dynamometer mit einem Hebelarm verwendet wird, um die fr die Prfung geford

39、erte Kraft auszuben, ist dieses ber der Hebelarm-Achse zu drehen, und die Bewegung muss parallel zur Sockel-/Substratebene und rechtwinklig zur Kante des beanspruchten Chips wirken. Das am Hebelarm befestigte Kontaktierwerkzeug muss sich in einem ausreichenden Abstand befinden, um eine genaue Kraftb

40、eanspruchung sicherzustellen. c) Das Kontaktierwerkzeug muss die Kraft an der Chipkante zum Wirken bringen, die dem 90-Winkel zwischen der Header-/Substratbasis, auf der gebondet wurde, am nchsten kommt (siehe Bild 3). d) Nach dem ersten Kontakt mit der Chipkante und whrend die Kraft ausgebt wird da

41、rf sich das Kontaktierwerkzeug nicht vertikal in Bezug auf den Chip bewegen, so dass es zu keinem Kontakt mit dem Header/Substrat oder dem Bondmaterial kommt. Wenn das Kontaktierwerkzeug ber den Chip rutscht, darf er repositioniert oder ein neuer Chip genommen werden, vorausgesetzt, die Anforderunge

42、n nach 3 c) werden erfllt. 4 Fehler- und Beurteilungskriterien Die Festigkeit der Chipbondung ist als fehlerhaft zu betrachten, wenn mindestens eines der folgenden Kriterien erfllt ist: a) Wenn in der entsprechenden Spezifikation nicht anders festgelegt, Abscheren des Chips bei einer Kraft nicht gre

43、r als: 1) 4,1 mm2 Chipflche 10 mm2: 25 N; 2) Chipflche 10 mm2: Nicht anwendbar (siehe Abschnitt 1). b) Abscheren des Chips bei einer Kraft, die kleiner als das 1,25fache der zuvor in 4 a) festgelegten Kraft ist, und Nachweis von weniger als 50 % Adhsionsflche (Bestimmung durch Sichtprfung) des Bondm

44、ateri-als zum Chip. c) Abscheren des Chips bei einer Kraft, die kleiner als das 2fache der zuvor in 4 a) festgelegten Kraft ist, und Nachweis von weniger als 10 % Adhsionsflche (Bestimmung durch Sichtprfung) des Bond-materials zum Chip. ANMERKUNG Das verbleibende Chipmaterial, das in diskreten Berei

45、chen des Bondmaterials haften bleibt, sollte als Nachweis fr eine solche Adhsion betrachtet werden. 5 Anforderungen Wenn festgelegt, sind die erforderliche Kraft zum Abscheren und die Abscherkategorie zu dokumentieren. 6 Abscherkategorien a) Abgescherter Chip mit haften bleibenden Chipresten; b) vol

46、lstndig abgescherter Chip vom Bondmaterial; c) abgeschertes Bondmaterial einschlielich Chip vom (Gehuse-)Header/Substrat. 7 bersicht der wichtigen Angaben Wenn diese Prfung in der entsprechenden Spezifikation gefordert ist, sind folgende Einzelheiten fest-zulegen: a) Mindestscherfestigkeit des Chips, wenn von