背景介紹
溫度過高會(huì)導(dǎo)致芯片燒毀金線燒斷,大部分用戶可能理所當(dāng)然的認(rèn)為是燒毀就是“熔化”。其實(shí)不然,芯片都是由硅和金屬做的,核心溫度最多也就不到100℃,這點(diǎn)溫度怎么可能會(huì)把金屬熔化?真正的原因是由于金線內(nèi)部發(fā)生了電子遷移和熱遷移而導(dǎo)致的芯片短路或開路。怎么檢測這些潛在風(fēng)險(xiǎn)?怎么來有效控制此類問題的發(fā)生?尤其在大功率芯片的研發(fā)中熱像儀為解決此類問題提供了有效手段。
從對比可以定性的看出:處理功率不同或者說電流密度不同,金線的溫度有明顯差異。
原因分析
此處的分析,我們將針對金線的“熔斷”做深入的探討。
電遷移
在電流密度很高的導(dǎo)體上,電子的流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生不小的動(dòng)量,這種動(dòng)量作用在金屬原子上時(shí),就可能使一些金屬原子脫離金屬表面到處流竄,結(jié)果就會(huì)導(dǎo)致原本光滑的金屬導(dǎo)線的表面變得凹凸不平,造成永久性的損害。這種損害是個(gè)逐漸積累的過程,當(dāng)這種“凹凸不平”多到一定程度的時(shí)候,就會(huì)造成芯片內(nèi)部導(dǎo)線的斷路與短路,而最終使得芯片報(bào)廢。溫度越高,電子流動(dòng)所產(chǎn)生的作用就越大,其徹底破壞芯片內(nèi)一條通路的時(shí)間就越少,即芯片的壽命也就越短,這也就是高溫會(huì)縮短芯片壽命的本質(zhì)原因。
熱遷移
溫度對這種作用的影響是絕對性的,溫度越高,這種作用會(huì)越明顯。不同物質(zhì)在同種材料(或不同種材料)中的擴(kuò)散速度是不一樣的,這就導(dǎo)致材料會(huì)在界面處材料特性的連續(xù)性出現(xiàn)問題,嚴(yán)重時(shí)材料特性或功能發(fā)生退化甚至功能完全喪失。與電遷移相同,最終出現(xiàn)的結(jié)果同樣是短路,也可能是開路,視具體結(jié)構(gòu)而定。
熱成像應(yīng)用
1檢測金線溫度:通常金線的直徑都在微米級別,目前市面上其他檢測手段均無法對此類小目標(biāo)準(zhǔn)確測溫,而熱像儀則可以做到對32微米目標(biāo)準(zhǔn)確測溫。
2電路設(shè)計(jì):通過熱圖可以快速發(fā)現(xiàn)芯片的某管腳由于電流密度過大造成的發(fā)熱。以此為依據(jù)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。
3散熱設(shè)計(jì):通過熱圖可快速發(fā)現(xiàn)由于散熱不良而造成的熱量積聚的區(qū)域,對該區(qū)域的散熱進(jìn)行改造,改善熱遷移。
4熔斷風(fēng)險(xiǎn)檢測:電子遷移會(huì)導(dǎo)致金線表面凹凸不平,因此導(dǎo)致金線表面散熱狀況不同,體現(xiàn)在熱圖上就是發(fā)熱不均。發(fā)熱越不均勻表明電子遷移越嚴(yán)重“熔斷”風(fēng)險(xiǎn)越大。
原文標(biāo)題:芯片金線溫度研究 高端熱成像技術(shù)應(yīng)用
文章出處:【微信公眾號:電子發(fā)燒友網(wǎng)】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
審核編輯:湯梓紅
-
芯片
+關(guān)注
關(guān)注
452文章
50005瀏覽量
419702 -
燒斷
+關(guān)注
關(guān)注
0文章
2瀏覽量
5462 -
熱成像
+關(guān)注
關(guān)注
3文章
357瀏覽量
20262
原文標(biāo)題:芯片金線溫度研究 高端熱成像技術(shù)應(yīng)用
文章出處:【微信號:elecfans,微信公眾號:電子發(fā)燒友網(wǎng)】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
發(fā)布評論請先 登錄
相關(guān)推薦
評論