封装的可靠性测试

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1、封装的可靠度认证试验元器件的可靠性可由固有的可靠性与使用的可靠性组成。其中固有可靠性由元器件的生产单位在元器件的设计，工艺和原材料的选用等过程中的质量的控制所决定，而使用的可靠性主要由使用方对元器件的选择，采购，使用设计，静电防护和筛选等过程的质量控制决定。大量的失效分析说明，由于固有缺陷导致的元器件失效与使用不当造成的失效各占50%，而对于原器件的制造可分为微电子的芯片制造和微电子的封装制造。均有可靠度的要求。其中下面将介绍的是封装的可靠度在业界一般的认证。而对于封装的流程这里不再说明。1．焊接能力的测试

2、。做这个试验时，取样数量通常用高的LTPD的低数目（LTPD=50%=5PCS）。测试时须在93度的水流中浸过8小时，然后，如为含铅封装样品，其导线脚就在245度（+/-5度误差）的焊材中浸放5秒；如是无铅封装样品，其导线脚就在260度（+/-5度误差）焊材中浸放5秒。过后，样品在放大倍率为10-20X的光学显微镜仪器检验。验证的条件为：至少导线脚有95%以上的面积均匀的沾上焊材。当然在MIS-750D的要求中也有说明可焊性的前处理方法叫水汽老化，是将被测样品暴露于特制的可以加湿的水蒸汽中8+-0.5小时,

3、,其实际的作用与前面的方法一样.之后要进行干燥处理才能做浸锡处理。2．导线疲乏测试。这测试是用来检验导线脚接受外来机械力的忍受程度。接受试验的样品也为LTPD的低数目（LTPD=50%=5PCS），使试样放在特殊的仪器上，如为SOJ或TSOP型封装的小产品，应加2OZ的力于待测脚。其它封装的产品，加8OZ于待测脚上。机器接着使产品脚受力方向作90度旋转，TSOP的封装须旋转两次，其它封装的要3次旋转。也可以根据实际情况而定。然后用放在倍数为10-20X倍的放大镜检验。验证的条件为：导线脚无任何受机械力伤害的

4、痕迹。3.晶粒结合强度测试。作这样的测试时，样品的晶粒须接受推力的作用，然后用放大倍数10-20X的光学仪器检验。验证的条件为：晶粒与银胶之间附着间无任何相互脱开的痕迹。4．线接合强度的测试。作这个测试包括两种：线的拉力测试与连接球推扯力测试。二者都有专门的测试机器。对不同的线径，业界有不同的标准。加力过后，样品用放大倍率10-20X的光学显微镜检验。验证的条件为：连接线与连接球无任何机械力伤害痕迹。以上的四种试验样品的数目则通常用高的LTPD的低数目。通常为LTPD=50%=5。这是属于力学的范围。这些与

5、所用的材料有相应的关联。下面所要介绍的试验是长时间的寿命型试验，样品的选择可以参考如下LTPD取样表来进行，一般的业界都用此方法。其实取样的目的是让这些产品足够大，可以代表批的寿命，但样品大，又考虑到试验的成本，作衰败式的可靠度的测试，样品数在百颗以内就够了。表中C下行取样的等级，也就是允许也就是允许失效数量，C横行为序列，LTPD相应的等级为10、7、5、3、2、1.5、1。●前处理试验（Pre-counding）这个试验在作后面所述的试验前依照产品对湿度的敏感度的要求，所做的封装产品的前处理。首先，所有

6、待测品都要放入125℃的烤箱中进行烘烤24小时，然后湿气敏感度的测试，也就是放入恒温恒湿箱中进行湿气敏感测试。一般按MSL的等级进行考核，如下表中说明：所选用的等级要求，可以按生产商的实际情况或按客户的要求而定。从表可以看出等级一要求产品可以无限制的时间，储存于30度/85%的相对湿度中，其它等级可以以此类推。经过潮湿敏感度的试验后，所有产品要经过温度的变化过程的红外线（IR）回流焊三次。无铅封装的产品，IR回流焊的最高温度为260度（+5度/0度）。这是因为无铅制程与有铅制程的产品熔点不一，所以回流焊的温

7、度也不能相同。回流焊的曲线要执行以下表中进行：接着要做产品的外观检察，使用光学显微镜（40X）检查组件有无外部裂缝，接着做电测检察，最后进行超音波显微镜检查：对所有的组件，执行扫描式音波显微镜分析。这才是完整的前处理试验。●温度循环试验（TCTtest）在业界TCT测试的温度的上下限，通常分别定在150℃及-50℃。也可能参照一下JESD20的相关规定去做，这是由客户与工厂所确定。每次的温度停留时间各为10分钟。转变温度的过度时间为15分钟。温度循环次数规定为250次。每一温度循环之后，应作产品的最后的测试

8、。应全部为良品。才算是合格。也有要求在TCT后做线接合强度的测试，晶粒强度的测试，或进行平面扫描显微镜测试（简称SAT）。以确定封装方面的伤害。此试验的目的是为了查看封装内部不同物层之间热膨胀的系数（CTE）有可能差异过大而对产品引起的不同物层间界面的脱离，胶体或晶粒的破裂。一般可用以下算试来做算TCT产生的加速因子（AF）：AF=（△Ts/△Tf）n式中，△Ts=测试中的高低温极限差。一般为（150度~-65度