延时电路在高温湿气环境中的腐蚀行为与机理研究

目的提高延时电路的贮存环境适应性。方法在80℃、90%RH的湿热条件下,开展延时电路实验室加速老化试验,分别在老化0、97、133 d时取样,检测电性能,分析电路外表面腐蚀损伤特征,测试内部缺陷和多余物,检查腔体密封性,定位失效部位,观测内部芯片腐蚀损伤特征,检测腐蚀产物,分析高温湿气对延时电路外引线-玻璃界面密封性失效与可伐合金基体腐蚀的作用机制。结果湿热老化133 d时,延时电路输出端3无输出波形。随湿热老化时间的延长,外引线-玻璃界面缝隙腐蚀程度逐渐加深,氦漏率单调上升,壳体密封性逐渐降低乃至失效。外界湿气进入延时电路内部,整个老化周期内部芯片无缺陷,但133 d时电路内腔出现多余物,位于第14外引脚引线柱边缘处,也是导通测试定位的失效点。该引线柱的可伐合金基体与其上的镀金层在高温湿气的作用下,由于电位差形成腐蚀电池,可伐合金作为阴极与湿气和氧发生电化学腐蚀,生成腐蚀产物并覆盖于镀金表面,导致第14外引脚与其上的金键合丝之间开路,延时电路失效。结论降低延时电路贮存环境湿度,同时改进生产工艺,在金属-玻璃封接界面形成一层厚度适当的致密氧化膜过渡层,可延缓湿气进入电路内部。增大可伐合金基体镀金层或镀镍层厚度,可减小基体发生电化学腐蚀几率,提高延时电路贮存环境适应性。