以下文章來源于學(xué)習(xí)那些事，作者小陳婆婆

可靠性測(cè)試

可靠性，作為衡量芯片封裝組件在特定使用環(huán)境下及一定時(shí)間內(nèi)損壞概率的指標(biāo)，直接反映了組件的質(zhì)量狀況，本文分述如下

可靠性測(cè)試概述

芯片封裝成品六項(xiàng)可靠性測(cè)試

1可靠性測(cè)試概述

可靠性測(cè)試的意義

可靠性測(cè)試旨在評(píng)估產(chǎn)品在特定狀態(tài)下的壽命影響，確認(rèn)產(chǎn)品質(zhì)量是否穩(wěn)定，并據(jù)此進(jìn)行必要的修正。與功能測(cè)試不同，可靠性測(cè)試更注重預(yù)測(cè)產(chǎn)品在長期使用中的表現(xiàn)，從而幫助客戶以最快、最經(jīng)濟(jì)的方式評(píng)估芯片的狀況。

可靠性測(cè)試的條件與項(xiàng)目

可靠性測(cè)試的條件通常與電壓、濕度和溫度等環(huán)境參數(shù)有關(guān)。不同的可靠性測(cè)試項(xiàng)目針對(duì)的是不同功能的元器件需求。

常用的可靠性測(cè)試項(xiàng)目歸類及闡述如下：

溫度循環(huán)測(cè)試：評(píng)估芯片封裝組件在溫度變化下的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。

濕度測(cè)試：檢測(cè)組件在潮濕環(huán)境下的耐腐蝕性和絕緣性能。

電壓應(yīng)力測(cè)試：驗(yàn)證組件在電壓波動(dòng)或過載情況下的穩(wěn)定性和可靠性。

機(jī)械強(qiáng)度測(cè)試：評(píng)估組件在受力情況下的耐久性和抗損壞能力。

其他專項(xiàng)測(cè)試：如熱沖擊測(cè)試、鹽霧測(cè)試等，針對(duì)特定應(yīng)用場景下的可靠性需求。

進(jìn)行可靠性測(cè)試時(shí)，封裝廠通常會(huì)參照以下國際組織的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范：

國際電工委員會(huì)（IEC）

美國軍規(guī)（Mil-std）

國際電子工業(yè)聯(lián)接協(xié)會(huì)（IPC）

半導(dǎo)體工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織（JEDEC）

日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（JIS）

2芯片封裝成品六項(xiàng)可靠性測(cè)試

在芯片封裝領(lǐng)域，封裝廠為確保產(chǎn)品質(zhì)量，通常會(huì)執(zhí)行一系列可靠性測(cè)試。以下是六項(xiàng)常見的可靠性測(cè)試項(xiàng)目，每項(xiàng)測(cè)試都有其特定的內(nèi)容與目的：

1. 溫度循環(huán)測(cè)試（Temperature Cycling Test, TCT）

測(cè)試內(nèi)容與目的：通過將封裝體暴露在高低溫氣體轉(zhuǎn)換的環(huán)境中，評(píng)估封裝體抵抗溫度差異化的能力。該測(cè)試旨在檢驗(yàn)芯片產(chǎn)品中不同熱膨脹系數(shù)的金屬間接口的接觸良率。

測(cè)試條件：常見的測(cè)試條件為-65℃至150℃之間往復(fù)循環(huán)1000次，但具體條件可能因封裝廠而異。

失效機(jī)制：電路的短路和斷路、材料的破壞及結(jié)構(gòu)機(jī)械變形。

2. 熱沖擊測(cè)試（Thermal Shock Test, TST）

測(cè)試內(nèi)容與目的：與溫度循環(huán)測(cè)試類似，但通過將封裝體暴露于高低溫液體的轉(zhuǎn)換環(huán)境中來測(cè)試其抗熱沖擊的能力。該測(cè)試同樣旨在評(píng)估金屬間接口的接觸良率。

測(cè)試條件：常見的測(cè)試條件與溫度循環(huán)測(cè)試相似，但使用的是液體介質(zhì)。

失效機(jī)制：與溫度循環(huán)測(cè)試相似，包括電路的短路和斷路、材料的破壞及結(jié)構(gòu)機(jī)械變形。

區(qū)別：TCT偏重于芯片封裝的測(cè)試，而TST偏重于晶圓的測(cè)試。

3. 高溫儲(chǔ)藏試驗(yàn)（High Temperature Storage Test, HTST）

測(cè)試內(nèi)容與目的：通過將封裝體長時(shí)間暴露于高溫環(huán)境中，測(cè)試其在長期高溫狀況下的性能穩(wěn)定性。該測(cè)試旨在評(píng)估封裝體中物質(zhì)活性增強(qiáng)、物質(zhì)遷移擴(kuò)散對(duì)電路性能的影響。

測(cè)試條件：通常將封裝體置于150℃的高溫氮?dú)鉅t中，持續(xù)500小時(shí)或1000小時(shí)。

失效機(jī)制：電路的短路和斷路、材料的破壞及結(jié)構(gòu)機(jī)械變形。

4. 蒸汽鍋試（Pressure Cooker Test, PCT）

測(cè)試內(nèi)容與目的：主要測(cè)試封裝產(chǎn)品抵抗環(huán)境濕度的能力，并通過增加壓強(qiáng)來縮短測(cè)試時(shí)間。該測(cè)試旨在評(píng)估芯片產(chǎn)品在高溫、高濕、高壓條件下的濕度抵抗能力。

測(cè)試條件：通常將封裝體置于130℃、85%相對(duì)濕度的環(huán)境中，并施加2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力。

失效機(jī)制：化學(xué)金屬腐蝕、封裝塑封異常。

5. 加速應(yīng)力測(cè)試（High Accelerated Temperature and Humidity Stress Test, HAST）

測(cè)試內(nèi)容與目的：在高溫高濕以及偏壓的環(huán)境下測(cè)試封裝體的抗?jié)穸饶芰?。該測(cè)試旨在加速芯片產(chǎn)品的失能過程，以評(píng)估其在極端條件下的性能穩(wěn)定性。

測(cè)試條件：通常將封裝體置于130℃、85%相對(duì)濕度的環(huán)境中，并施加1.1伏特的偏壓和2.3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力。

失效機(jī)制：線路腐蝕、封裝塑封異常。

6. Precon測(cè)試（Precondition Test）

測(cè)試內(nèi)容與目的：模擬芯片封裝完成后運(yùn)輸?shù)较掠谓M裝廠裝配成最終產(chǎn)品的過程中可能經(jīng)歷的環(huán)境變化。該測(cè)試旨在了解電子元器件的吸濕狀況，并評(píng)估其在后續(xù)加工過程中的性能穩(wěn)定性。

測(cè)試條件：測(cè)試前確認(rèn)封裝電器成品性能無問題，然后進(jìn)行溫度循環(huán)測(cè)試（如TCT）、吸濕測(cè)試和后段焊錫加工過程的模擬。

失效機(jī)制：爆米花效應(yīng)、分層失效等問題，這些問題通常是由于封裝體在吸濕后遭遇高溫導(dǎo)致內(nèi)部水分急速膨脹所致。

為突破傳統(tǒng)載板生產(chǎn)工藝的瓶頸，引入了類載板制造方法，為硬質(zhì)載板的生產(chǎn)帶來了升級(jí)機(jī)會(huì)，并拓寬了封裝廠新材料供應(yīng)商的選擇范圍。通過以上措施，可以確保電子產(chǎn)品在長期使用中的穩(wěn)定性和性能，提高客戶滿意度，并推動(dòng)芯片封裝行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。