MCM多层互连基板及膜电阻可靠性研究

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MCM多芯片组件以其体积小,重量轻、性能好等优点而倍受关注,并在电子、医疗、航天、汽车和电信等领域得到了广泛应用。同时,MCM的可靠性问题也成为国际上研究的焦点问题之一。 本研究重点研究了MCM—C基板的可靠性,包括厚膜电阻,基板布线以及互连通孔。试验设计制造了5层10层和15层三种低温共烧陶瓷基板样品。基板表面放置了10欧姆10K欧姆和100K欧姆三种厚膜电阻,基板层与层之间通过通孔与金属线(称为导带)连接,试验测试膜电阻及导带电阻值。试验分为两部分,第一部分为极限应力对比试验,第二部分为温度应力与电应力双应力加速试验。极限应力对比试验过程依据GJB548-9方法1010A中温度循环试验条件F要求,样品在-65℃~175℃的条件下做温度循环。加速寿命试验进行了两个温度点的试验,采取的温度点为200℃和230℃,两个不同的电压应力点为16/60V及12/45V(V1/V2)。 本研究采用统计方法先对膜电阻的寿命分布进行分布拟合检验,结果发现可以认为膜电阻的寿命分布服从威布尔分布,然后用最好线性无偏估计算出其分布参数,从而得出平均寿命、特征寿命等参数。利用两个不同的电应力下的寿命得出电应力加速系数,然后算出逆幂率系数。再根据Arrhenius公式,利用两个温度点的数据算出三种不同层数MCM的激活能,从而可以外推出常温下的寿命。 本研究发现,国产低温共烧陶瓷多芯片组件(MCM—C,LTCC基板)中厚膜电阻的寿命分布服从形状参数位m=1.1549的威布尔分布;MCM-C中厚膜电阻电应力的逆幂率系数σ=5.7143;五层、十层和十五层MCM—C的激活能E、E及E为0.192eV、0.165eV和0.114eV;三种层数的MCM—C样品膜电阻寿命数据进行对比Ⅰ2:Ⅱ2:Ⅲ2=432.068:407.088:300.296=1.44:1.36:1。
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