電子封裝可靠性測(cè)試需要做哪些測(cè)試？

時(shí)間：2022-02-20作者：優(yōu)爾鴻信檢測(cè)技術(shù)(深圳)有限公司瀏覽：375

1、簡(jiǎn)述

在集成ic進(jìn)行全部封裝步驟以后，封裝廠會(huì)對(duì)其產(chǎn)品開展品質(zhì)和可靠性兩層面的檢驗(yàn)。

質(zhì)量檢驗(yàn)關(guān)鍵檢驗(yàn)封裝后集成ic的易用性，封裝后的品質(zhì)和特性狀況，而可靠性則是對(duì)封裝的可靠性有關(guān)主要參數(shù)的測(cè)試。

較先，大家務(wù)必了解什么叫做“可靠性”，產(chǎn)品的可靠性即產(chǎn)品靠譜度的特性，主要表現(xiàn)在產(chǎn)品應(yīng)用時(shí)是不是非常容易出常見故障，產(chǎn)品使用期限是不是有效等。假如說“質(zhì)量”是檢驗(yàn)產(chǎn)品“如今”的品質(zhì)得話，那麼“可靠性”便是檢驗(yàn)產(chǎn)品“將來”的品質(zhì)。

圖（1）所顯示的應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)上的浴盆曲線（Bathtub Curve）很清楚地?cái)⑹隽松a(chǎn)廠商對(duì)產(chǎn)品可靠性的操縱，也同歩敘述了顧客對(duì)可靠性的要求。




圖中所顯示的早逝區(qū)就是指短期內(nèi)內(nèi)便會(huì)被破壞的產(chǎn)品，也是生產(chǎn)廠商必須取代的，顧客所不可以接納的產(chǎn)品；一切正常使用期限區(qū)意味著顧客可以進(jìn)行的產(chǎn)品;經(jīng)久耐用區(qū)指特性特別好，尤其經(jīng)久耐用的產(chǎn)品。由圖上的浴盆曲線圖由此可見，在早天區(qū)和經(jīng)久耐用區(qū)，產(chǎn)品的不合格率一般較為高。在正常的應(yīng)用區(qū)，才有相對(duì)穩(wěn)定的合格率。絕大多數(shù)產(chǎn)品全是在正常的應(yīng)用區(qū)的?？煽啃詼y(cè)試便是為了較好地辨別產(chǎn)品是不是歸屬于一切正常應(yīng)用區(qū)的測(cè)試，處理皁期開發(fā)設(shè)計(jì)中產(chǎn)品不穩(wěn)定，合格率劣等問題，提升技術(shù)性，使封裝生產(chǎn)流水線做到高良率，平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的自的。

在封裝業(yè)的發(fā)展歷程上，初期的封裝生產(chǎn)商并不把可靠性測(cè)試放到**位，大家較開始高度重視的是生產(chǎn)能力，只需一定生產(chǎn)量就能盈利。到了90時(shí)代，伴隨著封裝技術(shù)性的發(fā)展趨勢(shì)，封裝生產(chǎn)廠家也慢慢增加，產(chǎn)品品質(zhì)就擺到了關(guān)鍵部位，哪家產(chǎn)品的*，就占較大優(yōu)勢(shì)，因此產(chǎn)品質(zhì)量問題是關(guān)鍵的竟?fàn)廃c(diǎn)和研究?jī)?nèi)容。進(jìn)到21新世紀(jì)，當(dāng)產(chǎn)品質(zhì)量問題基本上處理之后，廣生產(chǎn)商中間的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)鍵放到了可靠性上，同樣品質(zhì)，顧客當(dāng)然喜愛高可靠性的產(chǎn)品，因此可靠性愈發(fā)表明其必要性，高可靠性是當(dāng)代封裝技術(shù)性的研制的主要指標(biāo)值。

2、可靠性測(cè)試新項(xiàng)目

一般封裝廠的可靠性測(cè)試項(xiàng)目有6項(xiàng)，如表1所顯示




每個(gè)測(cè)試項(xiàng)都是有一定的目地，目的性和具體做法，但就測(cè)試新項(xiàng)目來講，通常都和溫度，環(huán)境濕度，氣體壓強(qiáng)等環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)，有時(shí)候還會(huì)繼續(xù)再加上偏壓等以生產(chǎn)制造較端污染環(huán)境來做到測(cè)試產(chǎn)品可靠性的自的。

每個(gè)測(cè)試新項(xiàng)目大多數(shù)選用取樣的方式，即任意抽樣檢查一定總數(shù)產(chǎn)品的可靠性測(cè)試結(jié)果來判斷生產(chǎn)流水線是不是根據(jù)可靠性測(cè)試。每個(gè)封裝廠的可靠性判斷規(guī)范也不盡相同，整一般用到較高水平的可靠性規(guī)范。

6種測(cè)試新項(xiàng)目是有順序的，如下圖（2)所顯示。Preconditioning Test是**要開展的測(cè)試新項(xiàng)目,以后開展別的5項(xiàng)的測(cè)試。往往有這類順序,是由PRECON TEST的目地決策的，在下列的章節(jié)目錄中，大家各自敘述各種各樣測(cè)試的主要內(nèi)容，目地。由于PRECON TEST*特性，將擺在較終詳細(xì)介紹。




3、T/C測(cè)試（溫度循環(huán)系統(tǒng)測(cè)試）

T/C (Temperature Cycling)測(cè)試，即溫度循環(huán)測(cè)試。

溫度循環(huán)系統(tǒng)試驗(yàn)箱如下圖3所顯示，由一個(gè)水蒸汽腔，一個(gè)冷氣機(jī)腔構(gòu)成，腔內(nèi)各自添充著熱強(qiáng)冷空氣（熱冷空氣的溫度每個(gè)封裝廠有自身的規(guī)范，相對(duì)性溫度差越大，根據(jù)測(cè)試的產(chǎn)品的某特點(diǎn)可靠性越高)。二腔中間有一個(gè)閘閥，是待測(cè)品來回二腔的安全通道。




在封裝集成ic做T/C測(cè)試的情況下，有4個(gè)主要參數(shù)，各自為熱腔溫度，冷腔溫度，循環(huán)系統(tǒng)頻次，集成ic一次單腔停留的時(shí)間。




如表2一樣的主要參數(shù)就意味著T/C測(cè)試時(shí)把封裝后的集成ic放到150℃的溫度循環(huán)系統(tǒng)試驗(yàn)箱15分鐘，再根據(jù)閘閥放進(jìn)-65℃的**低溫箱15分鐘，再放進(jìn)高溫箱，這般不斷1000次。以后測(cè)試電源電路特性以檢驗(yàn)是不是根據(jù)T/C可靠性測(cè)試。

從T/C的測(cè)試方式早已可以看得出，T/C測(cè)試得關(guān)鍵目標(biāo)是測(cè)試半導(dǎo)體材料封裝體熱漲冷縮的耐用性。

在封裝體里，有許多種原材料，材料中間都是有對(duì)應(yīng)的融合面，在封裝體所處自然環(huán)境的溫度有一定的改變時(shí)，封裝身體內(nèi)各種各樣原材料便會(huì)有熱漲冷縮效用，并且原材料線膨脹系數(shù)不一樣，其熱漲冷縮的水平就各有不同，那樣原先緊密聯(lián)系的原材料融合面便會(huì)產(chǎn)生問題。圖例4是以Lead frame封裝為例子，熱漲冷縮是的詳細(xì)情況：在其中關(guān)鍵的原材料包含lead frame的Cu原材料，集成ic的光伏材料，聯(lián)接用的線紋原材料，也有集成ic粘合的固體原材料。在其中EMC與硅集成ic，Lead frame有大規(guī)?；荆苋菀酌搶?，硅某些與黏合的硅膠材料，硅膠和leadframe中間也會(huì)在T/C測(cè)試中無效。




再由圖5看來一下T/C測(cè)試中的好多個(gè)無效實(shí)體模型。




4、T/S測(cè)試（熱冷沖擊性測(cè)試）

T/S test (Ther ** l Shock test）即測(cè)試封裝體耐熱沖擊性的工作能力。

T/S測(cè)試和T/C測(cè)試有點(diǎn)兒相近，不一樣的是T/S測(cè)試自然環(huán)境是在高溫液態(tài)中變換，液態(tài)的傳熱比氣體快，因此有很強(qiáng)的熱撞擊力。




例如表3所顯示的主要參數(shù)，就意味著在2個(gè)防護(hù)的地區(qū)各自放進(jìn)150℃的液態(tài)和-65℃的液體，隨后把封裝產(chǎn)品放進(jìn)一個(gè)區(qū)，5分鐘后再裝進(jìn)另一個(gè)區(qū)，因?yàn)闇囟炔畲螅瑹醾鲗?dǎo)自然環(huán)境好，封裝體就遭受較強(qiáng)的熱沖擊性，這般往復(fù)式1000次，來測(cè)試產(chǎn)品的耐熱破壞性，最后也是根據(jù)測(cè)試電源電路的導(dǎo)通狀況判斷產(chǎn)品是不是TS可靠性測(cè)試。




5、HTS測(cè)試

HTS (High temperature Storage)測(cè)試，是測(cè)試封裝身長(zhǎng)時(shí)間曝露在高溫條件下的耐用性試驗(yàn)。

HTS測(cè)試是把封裝產(chǎn)品長(zhǎng)期置放在高溫N2家用烤箱中，隨后測(cè)試它的線路導(dǎo)通狀況。







如表4主要參數(shù)表明封裝置放在150℃高溫N2家用烤箱中1000鐘頭(圖7中）。

HTS測(cè)試的關(guān)鍵是由于在高溫情況下，半導(dǎo)體材料組成化學(xué)物質(zhì)的活性性提高，會(huì)出現(xiàn)化學(xué)物質(zhì)間的自由擴(kuò)散，而造成電氣設(shè)備的欠佳產(chǎn)生，此外由于高溫，反射性較差的化學(xué)物質(zhì)也非常容易毀壞。

例如圖8所顯示的kirkendall孔眼造成是由于化學(xué)物質(zhì)可自由擴(kuò)散導(dǎo)致的。




在線紋和集成ic的融合表面，它的原材料構(gòu)造先后為:鋁，鋁金鋁合金，金，在持續(xù)高溫的情況下，金有鋁金屬材料都越來越很活躍性，互相會(huì)蔓延，可是因?yàn)殇X的蔓延速率比金要快，因此在鋁的頁面化學(xué)物質(zhì)就減少，就建立了孔眼。那樣就導(dǎo)致電源電路特性不太好，乃至造成短路。

那麼如何解決HTS可靠性測(cè)試欠佳的問題呢?

較先在特殊狀況下，我們可以挑選應(yīng)用相同化學(xué)物質(zhì)融合電源電路，例如*上，線紋用鋁錢替代，那樣就不容易由于金屬材料間的蔓延而造成欠佳了。

大家還可以用夾雜化層來抑止化學(xué)物質(zhì)間的互相蔓延。自然也有一種方式便是防止把封裝身長(zhǎng)時(shí)間在持續(xù)高溫下置放，沒有長(zhǎng)期的高溫自然環(huán)境，當(dāng)然不容易有蔓延造成無效的結(jié)果了。

6、TH測(cè)試

TH (Temperature & Humidity)測(cè)試，是測(cè)試封裝在高溫濕冷條件下的耐用性的試驗(yàn)




實(shí)驗(yàn)完畢時(shí)也是靠測(cè)量封裝體電源電路的導(dǎo)通特點(diǎn)來判斷產(chǎn)品是不是有良好的耐熱濕性。

在TH測(cè)試中，因?yàn)镋MC原材料有一定的吸水性，而內(nèi)部電源電路在濕冷的條件下，非常容易造成走電，短路故障等效用。

為了較好地有較快的防潮性,大家會(huì)挑選應(yīng)用瓷器封裝來替代塑膠封裝，由于塑膠封裝的EMC原材料很容易吸濕。自然也可操縱EMC的原材料成份，以做到改進(jìn)其吸水性的目地。

如下圖9所顯示，TH測(cè)試是在一個(gè)能維持勻速運(yùn)動(dòng)溫度和適當(dāng)?shù)暮銣睾銤裨O(shè)備試驗(yàn)箱中完成的，一般測(cè)試主要參數(shù)如表5




7、PCT測(cè)試

PCT (Pressure Cooker Test)，是對(duì)封裝體抵御抗?jié)窭渥匀画h(huán)境工作能力的測(cè)試。PCT測(cè)試與TH測(cè)試相近，僅僅提升了氣體壓強(qiáng)自然環(huán)境以減少測(cè)試時(shí)間,通常做PCT測(cè)試的**工具大家叫“壓力鍋、髙壓加快老化箱”。




PCT測(cè)試的主要參數(shù)如表6所顯示:




在PCT測(cè)試較終，也相同是測(cè)試產(chǎn)品的線路導(dǎo)通特性。在Leadframe封裝中，Leadframe原材料和EMC材料結(jié)合處非常容易水份滲透到，那樣就很容易浸蝕內(nèi)部的電源電路，浸蝕鋁而毀壞產(chǎn)品作用。這樣的事情，一般提議用UV光來直射產(chǎn)品檢驗(yàn)Leadframe原材料和EMC材料融合狀況。

PCT目的性的解決辦法便是提升Leadframe和EMC中間的融合幅度，我們可以調(diào)整EMC原材料成份，還可以目的性地解決Leadframe的表層。

8、Precon測(cè)試

Precon測(cè)試，即Pre-conditioning測(cè)試。從集成電路芯片封裝進(jìn)行之后到具體再拼裝，這一產(chǎn)品也有較長(zhǎng)一段全過程，這一全過程包含包裝、運(yùn)送等，這種都是會(huì)毀壞產(chǎn)品，因此大家就必須先仿真模擬這一全過程，測(cè)試產(chǎn)品的可靠性。這就是Precon測(cè)試。實(shí)際上在Precon測(cè)試中，包含了前邊的T/IC,TH等多種測(cè)試的組成。

Precon測(cè)試仿真模擬的全過程如下圖所示:




產(chǎn)品進(jìn)行封裝后必須包裝好，運(yùn)送到組裝廠，隨后拆卸包裝把封裝后主板芯片組裝在下一級(jí)木板上，而且拼裝還需要通過焊錫絲的全過程，整個(gè)過程不僅有相近TC的通過,也是有相近TH的全過程，焊錫絲全過程也必須仿真模擬測(cè)試。

全部Precon測(cè)試有一定的測(cè)試步驟，測(cè)試前查驗(yàn)電氣設(shè)備特性和內(nèi)部構(gòu)造(用超聲檢測(cè)）,明確沒有問題，逐漸各類較端自然環(huán)境的磨練，起先T/C測(cè)試仿真模擬運(yùn)送環(huán)節(jié)中的溫度轉(zhuǎn)變，再仿真模擬水分干躁全過程(一般的包裝全是真空保鮮，類似水份干躁），隨后控溫,按時(shí)置放一段時(shí)間(伴隨著主要參數(shù)的不一樣，分成6個(gè)級(jí)別，用以仿真模擬開封市后吸濕性的全過程），較終仿真模擬焊錫絲全過程后再查驗(yàn)電氣設(shè)備特點(diǎn)和內(nèi)部構(gòu)造。

仿真模擬吸濕性全過程的6個(gè)級(jí)別如表7所顯示，1的級(jí)別較大，先后降低，看必須挑選級(jí)別。




在Precon測(cè)試中，會(huì)產(chǎn)生的問題有:爆米花玉米效用，脫層，電源電路無效等問題。這種問題都是由于封裝感受在吸濕性后再遭受高溫而產(chǎn)生的，高溫時(shí)，封裝身體內(nèi)的水份變成汽體進(jìn)而容積大幅度脹大，導(dǎo)致對(duì)封裝體的毀壞。大家應(yīng)當(dāng)變?nèi)鮁MC的吸水性處理爆米花玉米效用，降低封裝的線膨脹系數(shù)，提高粘附工作能力來改進(jìn)脫層問題,避免電源電路無效產(chǎn)生。

僅有在通過了Precon測(cè)試之后，才可以確保產(chǎn)品能成功送至終端用戶端,這就是Precon被放到**個(gè)測(cè)試部位的緣故所屬。

終上上述,一個(gè)好的封裝要有好的可靠性能，務(wù)必有很強(qiáng)的耐水，耐高溫，耐熱的工作能力，6個(gè)可靠性測(cè)試都逃不脫溫度，環(huán)境濕度這種內(nèi)容。大家根據(jù)可靠性測(cè)試可以評(píng)定產(chǎn)品的靠譜度，有益于感恩回饋來改進(jìn)封裝設(shè)計(jì)方案加工工藝，進(jìn)而提升產(chǎn)品的靠譜度。


優(yōu)爾鴻信檢測(cè)技術(shù)(深圳)有限公司專注于蘇州噪音測(cè)試,汽車零部件清潔度檢測(cè),蘇州3D掃描,蘇州尺寸檢測(cè),蘇州微應(yīng)變分析,蘇州振動(dòng)測(cè)試等, 歡迎致電 18662354467

• 詞條

  詞條說明

• 汽車零部件清潔度檢測(cè) 汽車零部件清潔度檢測(cè)儀器的重要性

  汽車零部件清潔度檢測(cè) 汽車零部件清潔度檢測(cè)儀器的重要性**以來，隨著中國(guó)乃至**汽車工業(yè)的快速發(fā)展和各種汽車零部件清洗技術(shù)的快速進(jìn)步，汽車制造商為了提高汽車質(zhì)量，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)汽車零部件的清潔度要求越來越高。因此，汽車零部件制造商在研發(fā)和生產(chǎn)過程中對(duì)產(chǎn)品清潔度的檢測(cè)和控制尤為重要，因此清潔度檢測(cè)已成為許多零部件生產(chǎn)中無法獲得的環(huán)節(jié)。一些汽車零部件需要清潔在汽車裝配制造過程中，汽車制造商可能

• CT無損檢測(cè)-逆向工程-設(shè)計(jì)件與實(shí)物件比較

  逆向工程又稱逆向技術(shù)，是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行逆向分析及研究，從而演繹并得出該產(chǎn)品的處理流程、組織結(jié)構(gòu)、功能特性及技術(shù)規(guī)格等要素，以制作出功能相近，但又完全不一樣的產(chǎn)品。是沒有設(shè)計(jì)圖紙或圖紙不完整以及無CAD模型的情況下，以現(xiàn)有的零件模型，利用各種測(cè)量方式、數(shù)字化技術(shù)及圖像處理技術(shù)重構(gòu)零件原型表面及內(nèi)部實(shí)體CAD模型，主要應(yīng)用在快速成型、計(jì)算機(jī)輔助制造、虛擬測(cè)量以及對(duì)零件原型進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造等方面。主要目的為了

• 激光粒度分布儀在粒徑分析應(yīng)用

  什么是粒徑分析當(dāng)被測(cè)顆粒的某種物理特性或物理行為與某一直徑的同質(zhì)球體（或組合）較相近時(shí)，就把該球體的直徑（或組合）作為被測(cè)顆粒的等效粒徑（或粒度分布）。⑴粒子的大小與吸收多少、體內(nèi)分布相關(guān)⑵粒子的大小與溶出快慢相關(guān)⑶粒子的大小與沉降速度相⑷粒子大小/分布與粉體的流動(dòng)性、可壓性、聚集性等相關(guān)⑸粒子部分不均勻容易分層，混合不均，引起含量差異粒徑表征方法 ?⑴篩分徑：細(xì)孔通過相當(dāng)徑（上下篩孔的

• 為什么需要進(jìn)行氙燈老化測(cè)試？目的和意義是什么？

  氙燈老化測(cè)試的試驗(yàn)?zāi)康募耙饬x一、氙燈老化試驗(yàn)的目的和意義:1）太陽輻射試驗(yàn)(氙燈暴露試驗(yàn)、碳弧燈暴露試驗(yàn)、鹵素?zé)舯┞对囼?yàn))的熱效應(yīng)主要由太陽輻射能量的中紅外光譜引起，主要引起產(chǎn)品的短時(shí)高溫和局部過熱，導(dǎo)致部分感溫元件失效、結(jié)構(gòu)材料機(jī)械損傷和絕緣材料過熱損壞。2）光化學(xué)效應(yīng)主要是太陽輻射能量的紫外光譜引起的，紫外光譜提供的光能足以激發(fā)材料分子發(fā)生斷裂、降解或相互作用，使材料發(fā)生老化、變質(zhì)。當(dāng)太陽輻射