电子封装可靠性测试需要做哪些测试？

时间：2022-02-20

1、简述

在集成ic进行全部封装步骤以后，封装厂会对其产品开展品质和可靠性两层面的检验。

质量检验关键检验封装后集成ic的易用性，封装后的品质和特性状况，而可靠性则是对封装的可靠性有关主要参数的测试。

较先，大家务必了解什么叫做“可靠性”，产品的可靠性即产品靠谱度的特性，主要表现在产品应用时是不是非常容易出常见故障，产品使用期限是不是有效等。假如说“质量”是检验产品“如今”的品质得话，那麽“可靠性”便是检验产品“将来”的品质。

图（1）所显示的应用统计学上的浴盆曲线（Bathtub Curve）很清楚地叙述了生产厂商对产品可靠性的操纵，也同歩叙述了顾客对可靠性的要求。

图中所显示的早逝区就是指短期内内便会被破坏的产品，也是生产厂商必须取代的，顾客所不可以接纳的产品；一切正常使用期限区意味着顾客可以进行的产品;经久耐用区指特性特别好，尤其经久耐用的产品。由图上的浴盆曲线图由此可见，在早天区和经久耐用区，产品的不合格率一般较为高。在正常的应用区，才有相对稳定的合格率。绝大多数产品全是在正常的应用区的。可靠性测试便是为了更好地辨别产品是不是归属于一切正常应用区的测试，处理皁期开发设计中产品不稳定，合格率劣等问题，提升技术性，使封装生产流水线做到高良率，平稳运转的自的。

在封装业的发展历程上，初期的封装生产商并不把可靠性测试放到**位，大家较开始高度重视的是生产能力，只需一定生产量就能盈利。到了90时代，伴随着封装技术性的发展趋势，封装生产厂家也慢慢增加，产品品质就摆到了关键部位，哪家产品的性价比高，就占较大优势，因此产品质量问题是关键的竟争点和研究内容。进到21新世纪，当产品质量问题基本上处理之后，广生产商中间的市场竞争关键放到了可靠性上，同样品质，顾客当然喜爱高可靠性的产品，因此可靠性愈发表明其必要性，高可靠性是当代封装技术性的研制的主要指标值。

2、可靠性测试新项目

一般封装厂的可靠性测试项目有6项，如表1所显示

每个测试项都是有一定的目地，目的性和具体做法，但就测试新项目来讲，通常都和温度，环境湿度，气体压强等环境监控系统相关，有时候还会继续再加上偏压等以生产制造较端污染环境来做到测试产品可靠性的自的。

每个测试新项目大多数选用取样的方式，即任意抽样检查一定总数产品的可靠性测试结果来判断生产流水线是不是根据可靠性测试。每个封装厂的可靠性判断规范也不尽相同，整一般用到较高水平的可靠性规范。

6种测试新项目是有顺序的，如下图（2)所显示。Preconditioning Test是**要开展的测试新项目,以后开展别的5项的测试。往往有这类顺序,是由PRECON TEST的目地决策的，在下列的章节目录中，大家各自叙述各种各样测试的主要内容，目地。由于PRECON TEST*特性，将摆在较终详细介绍。

3、T/C测试（温度循环系统测试）

T/C (Temperature Cycling)测试，即温度循环测试。

温度循环系统试验箱如下图3所显示，由一个水蒸汽腔，一个冷气机腔构成，腔内各自添充着热强冷空气（热冷空气的温度每个封装厂有自身的规范，相对性温度差越大，根据测试的产品的某特点可靠性越高)。二腔中间有一个闸阀，是待测品来回二腔的安全通道。

在封装集成ic做T/C测试的情况下，有4个主要参数，各自为热腔温度，冷腔温度，循环系统频次，集成ic一次单腔停留的时间。

如表2一样的主要参数就意味着T/C测试时把封装后的集成ic放到150℃的温度循环系统试验箱15分钟，再根据闸阀放进-65℃的**低温箱15分钟，再放进高温箱，这般不断1000次。以后测试电源电路特性以检验是不是根据T/C可靠性测试。

从T/C的测试方式早已可以看得出，T/C测试得关键目标是测试半导体材料封装体热涨冷缩的耐用性。

在封装体里，有许多种原材料，材料中间都是有对应的融合面，在封装体所处自然环境的温度有一定的改变时，封装身体内各种各样原材料便会有热涨冷缩效用，并且原材料线膨胀系数不一样，其热涨冷缩的水平就各有不同，那样原先紧密联系的原材料融合面便会产生问题。图例4是以Lead frame封装为例子，热涨冷缩是的详细情况：在其中关键的原材料包含lead frame的Cu原材料，集成ic的光伏材料，联接用的线纹原材料，也有集成ic粘合的固体原材料。在其中EMC与硅集成ic，Lead frame有大规模基本，很容易脱层，硅某些与黏合的硅胶材料，硅胶和leadframe中间也会在T/C测试中无效。

再由图5看来一下T/C测试中的好多个无效实体模型。

4、T/S测试（热冷冲击性测试）

T/S test (Ther ** l Shock test）即测试封装体耐热冲击性的工作能力。

T/S测试和T/C测试有点儿相近，不一样的是T/S测试自然环境是在高温液态中变换，液态的传热比气体快，因此有很强的热撞击力。

例如表3所显示的主要参数，就意味着在2个防护的地区各自放进150℃的液态和-65℃的液体，随后把封装产品放进一个区，5分钟后再装进另一个区，因为温度差大，热传导自然环境好，封装体就遭受较强的热冲击性，这般往复式1000次，来测试产品的耐热破坏性，最后也是根据测试电源电路的导通状况判断产品是不是TS可靠性测试。

5、HTS测试

HTS (High temperature Storage)测试，是测试封装身长时间曝露在高温条件下的耐用性试验。

HTS测试是把封装产品长期置放在高温N2家用烤箱中，随后测试它的线路导通状况。

如表4主要参数表明封装置放在150℃高温N2家用烤箱中1000钟头(图7中）。

HTS测试的关键是由于在高温情况下，半导体材料组成化学物质的活性性提高，会出现化学物质间的自由扩散，而造成电气设备的欠佳产生，此外由于高温，反射性较差的化学物质也非常容易毁坏。

例如图8所显示的kirkendall孔眼造成是由于化学物质可自由扩散导致的。

在线纹和集成ic的融合表面，它的原材料构造先后为:铝，铝金铝合金，金，在持续高温的情况下，金有铝金属材料都越来越很活跃性，互相会蔓延，可是因为铝的蔓延速率比金要快，因此在铝的页面化学物质就减少，就建立了孔眼。那样就导致电源电路特性不太好，乃至造成短路。

那麽如何解决HTS可靠性测试欠佳的问题呢?

较先在特殊状况下，我们可以挑选应用相同化学物质融合电源电路，例如*上，线纹用铝钱替代，那样就不容易由于金属材料间的蔓延而造成欠佳了。

大家还可以用夹杂化层来抑止化学物质间的互相蔓延。自然也有一种方式便是防止把封装身长时间在持续高温下置放，没有长期的高温自然环境，当然不容易有蔓延造成无效的结果了。

6、TH测试

TH (Temperature & Humidity)测试，是测试封装在高温湿冷条件下的耐用性的试验

实验完毕时也是靠测量封装体电源电路的导通特点来判断产品是不是有良好的耐热湿性。

在TH测试中，因为EMC原材料有一定的吸水性，而内部电源电路在湿冷的条件下，非常容易造成走电，短路故障等效用。

为了更好地有更快的防潮性,大家会挑选应用瓷器封装来替代塑胶封装，由于塑胶封装的EMC原材料很容易吸湿。自然也可操纵EMC的原材料成份，以做到改进其吸水性的目地。

如下图9所显示，TH测试是在一个能维持匀速运动温度和适当的恒温恒湿设备试验箱中完成的，一般测试主要参数如表5

7、PCT测试

PCT (Pressure Cooker Test)，是对封装体抵御抗湿冷自然环境工作能力的测试。PCT测试与TH测试相近，仅仅提升了气体压强自然环境以减少测试时间,通常做PCT测试的**工具大家叫“压力锅、髙压加快老化箱”。

PCT测试的主要参数如表6所显示:

在PCT测试较终，也相同是测试产品的线路导通特性。在Leadframe封装中，Leadframe原材料和EMC材料结合处非常容易水份渗透到，那样就很容易浸蚀内部的电源电路，浸蚀铝而毁坏产品作用。这样的事情，一般提议用UV光来直射产品检验Leadframe原材料和EMC材料融合状况。

PCT目的性的解决办法便是提升Leadframe和EMC中间的融合幅度，我们可以调整EMC原材料成份，还可以目的性地解决Leadframe的表层。

8、Precon测试

Precon测试，即Pre-conditioning测试。从集成电路芯片封装进行之后到具体再拼装，这一产品也有较长一段全过程，这一全过程包含包装、运送等，这种都是会毁坏产品，因此大家就必须先仿真模拟这一全过程，测试产品的可靠性。这就是Precon测试。实际上在Precon测试中，包含了前边的T/IC,TH等多种测试的组成。

Precon测试仿真模拟的全过程如下图所示:

产品进行封装后必须包装好，运送到组装厂，随后拆卸包装把封装后主板芯片组装在下一级木板上，而且拼装还需要通过焊锡丝的全过程，整个过程不仅有相近TC的通过,也是有相近TH的全过程，焊锡丝全过程也必须仿真模拟测试。

全部Precon测试有一定的测试步骤，测试前查验电气设备特性和内部构造(用超声检测）,明确没有问题，逐渐各类较端自然环境的磨练，起先T/C测试仿真模拟运送环节中的温度转变，再仿真模拟水分干躁全过程(一般的包装全是真空保鲜，类似水份干躁），随后控温,按时置放一段时间(伴随着主要参数的不一样，分成6个级别，用以仿真模拟开封市后吸湿性的全过程），较终仿真模拟焊锡丝全过程后再查验电气设备特点和内部构造。

仿真模拟吸湿性全过程的6个级别如表7所显示，1的级别较大，先后降低，看必须挑选级别。

在Precon测试中，会产生的问题有:爆米花玉米效用，脱层，电源电路无效等问题。这种问题都是由于封装感受在吸湿性后再遭受高温而产生的，高温时，封装身体内的水份变成汽体进而容积大幅度胀大，导致对封装体的毁坏。大家应当变弱EMC的吸水性处理爆米花玉米效用，降低封装的线膨胀系数，提高粘附工作能力来改进脱层问题,避免电源电路无效产生。

仅有在通过了Precon测试之后，才可以确保产品能成功送至终端用户端,这就是Precon被放到**个测试部位的缘故所属。

终上上述,一个好的封装要有好的可靠性能，务必有很强的耐水，耐高温，耐热的工作能力，6个可靠性测试都逃不脱温度，环境湿度这种内容。大家根据可靠性测试可以评定产品的靠谱度，有益于感恩回馈来改进封装设计方案加工工艺，进而提升产品的靠谱度。

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词条
词条说明
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