第十一章 封装可靠性工程

尹小田第十一章封装可靠性工程1、概述2、可靠性测试项目尹小田1、概述芯片封装流程完成后，封装厂会对产品进行质量和可靠性的测试，质量检测是检测芯片的可用性、可靠性检测是检测产品“未来”的质量。可靠性主要是解决早期不良产品。尹小田2、可靠性测试项目可靠性测试的项目有6项：★预处理(PreconditioningTest，PreconTest)★温度循环测试(TemperatureCyclingTest，T/CTest)★热冲击(ThermalShockTest，T/STest)★高温储藏(HighTemperatureStorageTest，HTSTest)★温度和湿度(Temperature&HumidityTest，T&HTest)★高压蒸煮(PressureCookerTest，PCTest)6个项目是有先后顺序的，每项都具有针对性和具体方法，大都是用采样(随即抽查)的方法来测试。尹小田温度循环测试T/C测试炉由一个热气腔和一个冷气腔组成，腔内分别填充热冷空气，腔间有个阀门，是待测品的通道。最后以测试电路的性能来检测是否通过T/C测试。参数：热腔温度、冷腔温度、循环次数、芯片单次单腔停留的时间。T/C测试的目的：测试产品封装热胀冷缩的耐久性。各种材料都有热胀冷缩效益，而它们的热膨胀系数不同，原来紧密结合的结合面会出现问题。温度时间次数150/-65℃15分/各区1000次尹小田热冲击测试T/S测试炉由一个热气腔和一个冷气腔组成，产品在高、低温液体中转换。最后以检测电路的通断与否来判定是否通过T/S测试。参数：热腔温度、冷腔温度、循环次数、芯片单次单腔停留的时间。T/S测试的目的：测试产品封装体抗热冲击的能力。产品分别处在温差大的两个环境，表征其所受的热冲击的强度。温度时间次数150/-65℃5分/各区1000次尹小田高温储藏测试最后以检测电路的通断与否来判定是否通过HTS测试。温度时间150℃1000hHTS测试的目的：测试产品长时间暴露在高温氮气中的耐久性。产品在高温中，活化性增强，会有物质间的扩散而导致电气的不良；机械性较弱的物质也容易损坏。例如：金线和芯片的结合面上，材料依次是铝、铝金合金、金，在高温中，铝和金都变的活跃，相互扩散，铝的扩散速度更快，铝的界面就会出现孔洞(称“科肯达尔孔洞”)，造成性能下降甚至断路。尹小田温度和湿度测试T&H测试的目的：测试产品高温且潮湿环境下的耐久性。在一个能保持恒定温度和湿度的锅里中进行，最后以检测电路的通断与否来判定是否通过T&H测试。环氧树脂具有一定的吸湿性，导致漏电、短路等效应，一般用陶瓷封装代替塑料封装。最后用测试产品的电路通断与否来判定是否通过T&H测试。温度湿度时间85℃85RH%1000h参数：温度、湿度、时间。尹小田高压蒸煮测试PC测试的目的：测试封装体抵抗潮湿环境的能力。跟T&H测试类似，只是增加压强环境来缩短测试时间。工具一般是高压锅。最后以检测电路的通断与否来判定是否通过T&H测试。温度湿度时间压力121℃100RH%504h2个大气压参数：温度、湿度、时间、压力。尹小田预处理测试Precon测试：从芯片封装完成到实际在组装，产品须经过包装、运输等，预处理就是需要先模拟这个过程，来测试产品的可靠性。预处理测试的流程：测试前先用超声波检查电气性能和内部结构，确定没事，开始各项测试，先是温度T/C测试模拟运输过程中的温度变化，再模拟水分子干燥过程，然后恒温定时放置一段时间后，再模拟焊锡过程检测电气特性和内部结构。预处理测试会出现的问题：爆米花效益、脱层、电路失效。封装吸湿后碰到高温，水分变成气体而使封装体急剧膨胀，造成破坏。减弱环氧树脂的吸湿性解决爆米花效应，减小封装的热膨胀系数，增强附着能力以改善脱层问题，防止电路失效发生。尹小田