Reliability Evaluation of Semiconductor using Ultrasound

초음파를 이용한 반도체의 신뢰성 평가

Recently, semiconductor packages trend to be thinner, which makes difficult to detect defects therein. A preconditioning test is generally performed to evaluate the reliability of semiconductor packages. The test procedure includes two scanning acoustic microscope (SAM) tests at the beginning and end of the entire test, in order to help detect physical defects such as delaminations and package cracks. In particular, of primary concern are package cracks and delaminations caused by moisture absorbed under ambient conditions. This paper discusses the failure mechanism associated with the moisture absorbed and encapsulated in semiconductors, and the use SAM to detect failures such as tracks and delaminations grown during the preconditioning test.

최근 전자장치의 고기능화에 따라서 반도체 장치의 고집적화는 물론 반도체 패키지의 박형화 추세에 있다. 이러한 반도체가 장치에 실장된 후에도 안정된 성능을 발휘할 수 있는지 여부에 대한 신뢰성을 보장하기 위해 조립 완료된 반도체 패키지에 대한 preconditioning 시험을 수행하게 된다. 또한 preconditioning 시험 전후에 초음파 주사 현미경을 이용한 검사를 실시함으로써 반도체 패키지에 대한 들뜸이나 패키지 크랙과 같은 내부 결함의 존재 여부를 알아보게 된다. 본 논문에서는 반도체 내부의 결함 유무를 효과적으로 검사할 수 있는 초음파를 이용한 신뢰성 평가 방법과 절차를 제시하고, preconditioning 시험 과정에서 수행되는 시험법을 통해 패키지 내부 결함을 야기하는 가장 중요한 요인이라 할 수 있는 수분에 의한 고장 메커니즘을 분명히 함으로써 반도체 패키지에 대한 일련의 고장 분석 및 신뢰성 평가 방법을 정립하고자 하였다.