半導体のチップクラック要因について教えてください。

質問

現在半導体の不具合解析を行っています。お客さんの工程内で不具合が発見され（出力異常として）解析しました。結果、ICチップにクラックが入っていることがわかり、これが原因で出力異常となっていることが判明しました。しかし外部のパッケージには外傷はまったくなく、内部のチップのみクラックが入っています。
お客さん工程内での機械的なオーバーストレスが原因だろうとの見解をだしましたが、お客様からはチップクラックが入るようなオーバーストレスがかかる工程はないとのこと。チップクラックが入る応力としては500N近くの応力が必要なのですが、このような力は入る工程がないからです。しかし再現実験を試みたいたいとの意向があり、再現方法についてアドバイスを求められています。
このような現象（パッケージに外傷なし、チップのみクラックあり）に
いたるメカニズムや要因や可能性として考えられる工程などアドバイスいただけないでしょか？

回答No.2

KEN_2

リフロー過程の熱膨張とモイスチャー管理の不適切な取り扱いによる水蒸気爆発でクラックが入っているのでは？

１．面付け部品のチップ部品ですよね？
２．部品のはんだ付けはリフロー工程を両面実装で２回熱が加わりますよね？
３．部品の保管状態、防湿管理と部品購入後の保管期間はどのくらいでしょうか？
　他にもありますが以上が主な要因です。

保管状態が悪いとパッケージ内に湿気が進入し、リフロー炉の加熱プロフィールが正しくとも内部のチップにクラックが入ります。
極端な場合はパッケージがリードに沿ってクラックが発生します。

＊半導体メーカーのサイトでモイスチャー管理や防湿の保管方法について調べられたら原因に付いて仕組みが分かりますよ。

回答No.1

tance

聞いた話ですが、低温環境下では線膨張率の違いにより
チップとパッケージ間に応力が働き、不具合が生じることが
あるとのことです。

その理由で、保存温度の低温側限界が存在するらしいです。

もちろん熱膨張が原因だとすれば、高温でも同じ事が生じる
可能性がありますが、高温ではパッケージが柔らかくなるとか
ダイボンディングが溶ける（？）とかで、大きな応力には
ならないのかもしれません。