封装的可靠性测试.pdf

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。 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,,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（TCT