设备化学曝光
设备化学曝光
由布拉德利史密斯
质量保证可靠性
雷竞技竞猜下载Allegro Microsystems，LLC
介绍
Allegro™Microsystems，LLC（Allegro）用标准内铝合金互连制造半导体器件，外部铜终端用锡镀。基于硅基的装置在标准的非气密密封的环氧树脂包中模制。客户可能希望在广泛的配置，应用程序和情况下使用Allegro设备，其中Allegro设备暴露于环境元素和湿度，化学解决方案，机油，传动液，道路盐和雷竞技最新网址
依此类，可能会发生。这些不同类型的Allegro器件的化学曝光可能会在某些情况下导致设备的腐蚀和失效。本申请说明讨论了可能导致设备从腐蚀失败的情况和应用程序的类型。雷竞技最新网址请参考rayapp0
，对于可能与焊接和封装有关的其他信息，包括应用笔记Allegro产品（SMD和通孔）的焊接方法，AN26009;使用霍尔效应装置设计子组件的指南，AN27703.1;和使用背偏霍尔效应器件的引线成型指南，AN296080。
非气密环氧包
在半导体工业中，密封封装是一种陶瓷封装，可以完全密封活性硅器件，使其免受任何和所有化学物质的进入。在半导体工业中，非密封封装是一种塑料封装(填充环氧树脂)，它覆盖活性硅器件，但不密封，防止化学物质进入。例如，染料渗透测试暴露结果表明，在所有非密封包装中都能发现染料渗透，但在密封包装中不能。这是因为环氧树脂与外部终端(铜引线)的结合不是完全紧密的，可能会在界面上留下一个足以允许化学渗透的微毛细管空隙。
化学渗透到硅主动装置的可能性意味着可以从Allegro进行保修或保证，以便设备的腐蚀失效。因此，客户责任使用该装置以最小化或防止设备暴露于腐蚀性化学品的方式。已发现已被发现腐蚀的化学物质（但不限于）：氯化物，磷酸盐，强酸，强碱，汽车废气，机油，透射油，冰熔盐，人污染，以及其他汽车液体。由于众多化学品品种，不断变化的商业制剂，以及设备可以运行的未知环境，Allegro并不是并且不能测试或限定用于腐蚀潜力的化学品。因此，客户或最终用户有责任在实际应用环境或模拟中限定设备的最终配置。
在图1中，看到硅装置上的铝互连被腐蚀，从而在现场曝光到车辆传动油之后电动断开电路。通过FTIR分析确认该装置在硅装置的表面上具有传动油，证明了油的渗透完成。包含该装置的包裹不是超成型或共形涂层。
减少腐蚀的潜力
通过消除这种化学品的使用并在我们的装置的应用或组装中取代非腐蚀性化学物质，可以保护Allegro设备免受暴露于腐蚀性化学品。例如，如果将设备焊接到电路板或其他焊接操作上，则所用的焊剂通量应该是含非卤化物的磁通。用于除去助熔剂残留物的任何化学物质也应该是无卤和无磷酸盐的（这包括许多有机溶剂和有机化合物）。
在含有该装置的包装上使用保护涂层还可以提供从化学照射中保护装置。保形涂层可能非常有帮助，以防止化学进入包装。通常，在将器件封装焊接到电路板上之后施加保形涂层，或者在端子上有线或焊接到端子上，或者安装在组件上。可以将共形涂层喷涂，浸涂，用辊，盆栽，涂覆或注射到装置上。注意，喷涂的涂层不会完全密封所有表面，因为它是单向的，并且装置的下侧可能不会被密封。浸渍或盆的保形涂层提供了完全密封的更好保证。有数百种类型和品种的共形涂层可供选择，最常见的是硅氧烷，聚氨酯和环氧树脂。这些涂层可以是热固化的，空气固化，或UV固化。
通过用塑料灌封或包覆成型，可以使用进一步的保护来保护设备包在恶劣环境中。这通常是在ABS，传输，凸轮定时或其他汽车应用中使用的霍尔传感器IC进行的。雷竞技最新网址器件包装应完全封装在超模塑料中，以提供从化学进入的更好的密封。超模的原料应该是具有低ppm含量的氯化物和磷酸盐的纯度等级。尼龙（PA）超模的类型可能存在问题，因为它很容易吸收可加速腐蚀的水分。具体地，已知尼龙6或66型具有耐湿性的严重问题，而尼龙612则较低。聚苯硫醚（PPS）根本不吸收水分，可以是某些类型的应用的最佳选择。雷竞技最新网址从组件中发出的任何引线或终端或导线也应该用副密封剂，灌封化合物或共形涂层包覆成型或密封。一般来说，应该指出的是，塑料不完全密封其他塑料。另请注意，不建议使用超级格子（氰基）。
加速因素和涉及生产腐蚀故障的其他条件是时间，温度，湿度，腐蚀性化学品的浓度，腐蚀性化学渗透量进入电子包装，化学品类型和水分。人类污染在客户组装过程中直接处理设备也可能导致腐蚀，并且手套和面罩的使用是必要的，以避免在子组件或板安装过程中腐蚀源。Allegro采取了很大的步骤，以确保其制造和组装的每个阶段都可以防止使用手套，面部面罩和全头到趾洁净室礼服的污染。
通常，使用的密封材料层越多（为任何用于进入的化学品提供更曲折的路径），因此设备受到保护越多，并且长期可靠性增加。因此，在装置上使用共形涂层，然后是塑料过塑料的覆盖物可以提供比单独涂层或单独的包覆成型的更大的可靠性。客户必须为预期应用选择适当的配置，接触腐蚀性化学品和所需的可靠性水平。
腐蚀性污染物
即使在超模糊的应用中，水会随着时间的推移而发生各种污染物的浸出。雷竞技最新网址在装配过程中，高处理温度可以加速浸出，但更重要的是长期效应。这可能导致在最终产品被送到该领域后形成腐蚀性化合物。腐蚀的主要贡献者是卤化物和磷酸盐化合物。在组装过程中，应严格避免含有卤化物（氯化物）和磷酸盐的材料。这不仅适用于助焊剂，也适用于焊料和焊膏，以及包覆成型化合物。特别关注的是尼龙（PA）包覆成型化合物，其可以高易受吸湿性的影响。对这种腐蚀的最佳防御是消除制造过程中使用的所有材料的卤化物。例如，较高级尼龙通常具有最小的卤化物含量。这些努力应通过定期审查所有流程阶段来确保没有引入污染源。 Sources can include not only materials consumed in manufacturing, but also substances that can be conveyed on the persons of production workers. Face masks, gloves, and suitable gowning should be in use at all times. The customer’s assembly operations should also take precautions to prevent the contact of the devices with bare fingers and similar contamination. Note that finger prints contain salt (sodium chloride) which can be particularly corrosive.
保护终端免受腐蚀
该装置的终端（引线）是基于镀锡的铜，并且也受到腐蚀。铜可以通过酸，盐，磷酸盐和其他腐蚀性化学品腐蚀。类似的化学品也可以腐蚀锡。如果有足够的化学曝光，铜线引线和电镀可以攻击和溶解，产生开路，或者更温和的腐蚀的残留物可以在导电或从树突生长中产生短的导线之间提供泄漏路径导致设备的电气故障。腐蚀性焊剂通量如果含有氯化物或者如果在焊接后不彻底洗掉活性助焊剂，则可能是一个问题。焊剂类型的商业名称是“清洁通量水溶液”或“无清洁通量”。这两种类型的助焊剂都应从板上清洗，以防止任何残留物直接引起腐蚀或防止良好的涂层或包覆材料的良好密封。申请的环境可能会使盐，诸如自动变速器（ATF），发动机油，排气或其他化学物质的盐，汽车流体，所有这些都会随着时间的推移可能会攻击和破坏终端的完整性。因此，应注意共形涂层，灌封或用全卷化合物以及整个包装体封装。
汽车应用雷竞技最新网址
使用Hall Cell设备汽车应用程序雷竞技最新网址在那里，暴露在道路盐、ATF、手动变速箱液、发动机油、其他汽车液和润滑剂，以及尾气中是最具潜在腐蚀性的环境之一。多年来，在该领域(使用了数亿个设备)的经验导致了很少的腐蚀故障，总体腐蚀水平在ppb(十亿分之一)。在设计、设计和制造汽车组件时应非常小心，以尽量减少腐蚀性元素进入装置并破坏它的机会。Allegro建议在这些腐蚀环境中使用保护涂层，如保形涂层、过模子、灌封等，以帮助提供防护层。在可用的保形涂料中，如硅酮、聚氨酯丙烯酸酯和环氧树脂，客户必须选择一种涂料和应用方法，以提供最佳的可靠性。注意，尼龙过度成型本身并不能提供最好的保护，因为尼龙容易吸收水分和污染物。这就是为什么盆栽化合物可能是一个更好的选择，或者如果必须使用尼龙(尼龙612是最好的尼龙)，他们应该使用一个良好的保形涂层在Allegro包装和引线之前过度成型。也可以使用PPS，它不像尼龙那样存在水分问题。
文献中有一些论文和文章明确指出ATF和其他汽车液体会腐蚀电子设备。其中一篇文章是:“提高传感器的可靠性”，J. Titus, Test & Measurement World, 3/1/2005。另一个是:“汽车油对铜和铝互连的腐蚀研究”，Toshiaki Ishii, Nobutake Tsuyuno, Toshiya Sato和Mitsuhiro Masuda, IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies, Vol. 29, No. 1, 2006年3月。
结论
引用的论文表明，有源硅电路非常容易受到腐蚀。Allegro用于封装设备的环氧树脂模塑化合物提供了比裸硅电路更大程度的保护，但它不是绝对的。进一步的保护可以通过使用额外的过度成型(如尼龙或PPS)、灌封(环氧树脂)或适当应用的保形涂层(密封100%的表面面积)来提供。这种保护可以使可靠性达到行业正在寻求的0 ppm水平，但不能保证0 ppm。此外，额外的保护有助于实现汽车行业10-15年可靠性的目标。然而，实现客户组件给定的可靠性目标是客户的责任，因此，Allegro不承担客户组件中的设备在应用过程中暴露在腐蚀性化学物质中的腐蚀责任。
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