Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZMBewertung von Elektromigration in elektrischen Kontakten: analytisch, numerisch und im Experiment
Die Zuverlässigkeit zunehmend miniaturisierter elektronischer Systeme wird unter anderem durch den Fehlermechanismus Elektromigration limitiert. Dieser strom- und temperaturinduzierte Mechanismus führt zu einem gerichteten Transport von Material und resultiert in Unterbrechungen in elektrischen Leiterbahnen und Lotverbindungen. Auswirkungen überlagerter Einflussgrößen müssen bei Untersuchungen zur Elektromigration für eine optimierte modellbasierte Bewertung berücksichtigt werden. Es existiert eine Vielzahl an Kraftwirkungen, die zu zusätzlichen Materialtransporten führen, u.a. Spannungs-, Temperaturgradienten (Spannungsmigration, Thermomigration).
Auf Basis anwendungsspezifischer Untersuchungen bieten wir Ihnen folgende Dienstleistungen an:
- Schwachstellenanalyse (theoretisch, experimentell)
- Designoptimierung mittels Finite-Elemente-Analyse
- Charakterisierung von Lotwerkstoffen und Ermittlung von Materialkennwerten zur Lebensdauerberechnung
- In-situ Einzelüberwachung und Bewertung der fortschreitenden Degradation
- Entwicklung erweiterter Fehlermodelle
Elektromigrationsuntersuchungen für elektrische Verbindungen werden entsprechend der folgenden Normen und Testverfahren durchgeführt:
- JEDEC JEP154 (2008): Guideline for Characterizing Solder Bump Electromigration under Constant Current and Temperature Stress
- ASTM F1259-96 (2003): Guide for Design of Flat, Straight-Line Test Structures for Detecting Metallization Open-Circuit or Resistance-Increase Failure Due to Electromigration
- ASTM F1260M-96 (2003): Standard Test Method for Estimating Electromigration Median Time-To-Failure and Sigma of Integrated Circuit Metallizations [Metric]
- JEDEC standard JESD87 (2001): Standard Test Structures for Reliability Assessment of AlCu Metallizations with Barrier Materials
- JEDEC standard JESD63 (1998): Standard Method for Calculating the Electromigration Model Parameters for Current Density and Temperature
- EIA/JEDEC standard EIA/JESD61 (1997): Isothermal Electromigration Test Procedure
- IPC standard 9701A (2006): Performance Test Methods and Qualification Requirements for Surface Mount Solder Attachment