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芯片与封装材料耐潮性双85试验
编辑 :德瑞
时间:2023-01-30 16:15:58

耐潮性试验就是将试件放置于高温、高湿的环境中进行测试,封装体受潮,会产生如分层和开裂那样的缺陷。此试验可评估器件对高湿应力的敏感度,便于器件能在合适的条件下进行封装、贮存和搬运。

最普遍的耐潮性试验就是双85试验,即85℃/85 %RH条件下进行的试验。对于产品耐潮性要求更高点,可选择高加速温湿度(HAST)试验-HAST非饱和高压加速老化试验机。经过双85或HAST试验后的PEMS在经过焊接工艺后取下,再进行声学扫描检查,分析其引线框架与封装材料、芯片与封装材料的分层情况,由此做出此批器件是否通过耐潮热试验的判断。大量的实践数据证实,通过上述流程的试验评估,可以很好地剔除可能进人装备使用的、有潜在可靠性问题的塑封器件,很好地起到了保障装备可靠性的作用。

温度形变造成的失效

塑封器件采用整体模塑封装结构,包括金属框架、芯片、芯片与基板的粘接材料、内引线以及塑模化合物。塑料、框架和硅芯片间的热膨胀系数不同,在受到持续的温度变化时,会导致封装体和芯片间发生温度形变,并能最终导致疲劳或不同材料的截面产生裂缝,随后潮气和杂质容易进入,前面所述的任何与潮气相关的失效机理都可能发生。

塑封器件在键合处也会遇到有害的金-铝金属间化合物的生成,并随时间和温度高而不断地增厚,过量的金属间化合物生成会导致柯肯德尔孔(KirKendall)。随着金属间化合物的产生和空洞的出现,接触电阻便增加而强度则下降。在温度变化的环境中,各种中间相合金物间的内应力,会将键合抬起而造成开路,而冷却时又保持接触,很容易造成时断时通的现象。用户必须意识到这个潜在的问题,在处理和贮存时要求保护塑封器件免受可能出现的有害温度和相对湿度环境的影响。

推荐的塑封器件试验流程

塑封器件的优点包括成本低、重量轻,物理和电气性能更优的特点,但是,如果塑封器件要经受气密性器件通常承受的相同的筛选和批鉴定试验,这将使塑封器件的成本优势消失。在传统的质量保证体系中,费用和时间消耗最多的程序是电测试、老练和HAST(高温工作寿命)试验。对于诸如微处理器、存储器、高速/高分辨率A/D与D/A变换器和ASIC等之类的复杂器件,从开发程序、购买高技术插座到设计、制造试验板,最终进行试验和测试,花费特别多。因此,国内许多军工用户希望能够对电测试和应力试验进行剪裁,在不影响到整机系统的使用可靠性要求的同时,运用费效比高的技术来评估塑封器件的可靠性。以下试验流程根据塑封器件的特性和常见的失效机理,充分考虑了塑封器件的批质量一致性、高温下的器件寿命和耐潮性。同时,为了减少测试和样品的成本,测试评价从不破坏样品的无损方法开始,然后再到破坏性的评价测试方法。

双85试验要用到的是恒温恒湿试验箱,也称恒温恒湿试验机、恒温恒湿实验箱、可程式湿热交变试验箱、恒温机或恒温恒湿箱。恒温恒湿试验箱由制冷系统,加热系统,控制系统,温度系统空气循环系统和传感器系统等组成,以此实现稳定的温湿度条件。


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