芯片封裝可靠性環(huán)境試驗

芯片封裝可靠性環(huán)境應力試驗的目的主要是針對半導體零件的封裝(Package Assembly)質量進行試驗。影響封裝質量的關鍵環(huán)境包括：封裝結構的耐溫水平、封裝結構的抗溫濕水平、封裝結構的疲勞老化因素，最后是有關保存與管制的要求。

芯片封裝可靠性環(huán)境試驗

| 芯片封裝可靠性環(huán)境試驗

提供完整的半導體產品芯片可靠性試驗項目，協(xié)助客戶通過JEDEC、MIL—STD、AEC-Q等可靠性國際試驗標準

美信檢測可提供完整的芯片封裝可靠性環(huán)境試驗項目，包含技術整合咨詢、實驗設計規(guī)劃、硬件設計制作、環(huán)境應力試驗、封裝品質試驗等一站式服務，協(xié)助客戶通過JEDEC、MIL—STD、AEC-Q等可靠性國際試驗標準。

| 什么是芯片封裝可靠性環(huán)境試驗

封裝可靠性環(huán)境應力試驗的復雜度受到環(huán)境變遷影響而更加多元，傳統(tǒng)的單一試驗逐漸的被復合式效益所取代。離如諸多空氣污染衍生的酸雨、廢氣等，在高溫下所產生的加速腐蝕模式，已非傳統(tǒng)觀念可以有效驗證。

| 環(huán)境應力試驗

1).濕度敏感等級區(qū)分 (Moisture Sensitive Level / MSL)

針對表面黏著型(SMD)且非密封型(Non-hermetic)零件或得經過SMT回焊制程(Reflow)之其他零件類別進行驗證。判斷標準主要以超音波掃描(SAT、SAM或CSAM)判斷脫層(Delamination)位置與脫層比率，藉以制定濕度敏感等級。濕度敏感等級區(qū)分后，作為可靠度試驗前處理 (Precondition Test)的應用。可靠度前處理的目的在于仿真零件自生產、運輸至客戶上線使用這個循環(huán)過程。前處理的吸濕條件是根據(jù)零件之濕度敏感等級而來，也是工廠使用時的管理參考。多項可靠度環(huán)境應力試驗均需要先執(zhí)行前處理后才展開。

2).溫度循環(huán)試驗 (Temperature Cycling Test)

溫度循環(huán)測試又稱為可靠度試驗之母，是可靠度試驗中相當重要的一項。利用溫度循環(huán)加諸于零件上，產生膨脹系數(shù)不匹配的影響，長期造成零件的疲勞老化(Fatigue)，發(fā)生失效的結果。以零件封裝體來看，常出現(xiàn)的問題包括：打線脫落、結構脫層、金屬斷裂、焊點疲勞龜裂等現(xiàn)象，是最貼近真實使用的模擬。

3).溫濕度偏壓試驗(Temperature Humidity Bias Test)

以高溫潮濕的環(huán)境并加上電壓，形成加速模式化學反應，產生腐蝕現(xiàn)象。除靜態(tài)環(huán)境試驗外，常使用偏壓測試，更能看出封裝體內部金屬材料之離子遷移風險，也可同步測試產品的抗腐蝕性。由于實驗時間長，可使用高加速溫濕度試驗 (HAST，Highly Accelerated Stress Test)替代。其差異點在加濕過程中，由于更高的溫度，產生更大的大氣壓力，加速了腐蝕速度。根據(jù)JEDEC的定義，96小時的HAST試驗可以替代1000小時的高溫高濕試驗(85℃ / 85% RH)。

4).高低溫貯存試驗(High / Low Temperature Storage Test)

此試驗的目的在于驗證包材料的耐溫老化狀態(tài)，在持續(xù)高溫或者低溫的狀態(tài)下，使封裝材料加速老化。而低溫試驗，在極低的溫度下，利用膨脹收縮造成機械變型。對組件結構上造成脆化而引發(fā)的裂痕。高低溫儲存試驗由于非針對封裝結構，而是針對封裝體材料的老化，因此實驗可以不經過前處理程序。

5).耐熱性試驗(Thermal Resistance Test)

由于多數(shù)電子產品需要經過熱的環(huán)境進行組裝、拆解、維修等的程序，因此必須承受各種耐熱的模擬，以確保過程不受熱沖擊損傷，常用的方式包括回焊(Reflow)、烙鐵(Solder Iron)、熱風槍(Hot Air Gun)、浸錫(Solder Dipping)等方式。

| 封裝品質試驗

1).焊錫性試驗(Solderability Test)

焊錫性試驗的目的在確保零件腳的電鍍質量或錫球是否有污染問題。標準實驗方式采取錫槽法(Solder Pot)，必須達到95%以上的覆蓋率。針對BGA錫球沾錫試驗，目前雖無法規(guī)標準，但業(yè)界普遍采取SMT制程模擬，更貼近實際使用狀態(tài)。

2).沾錫天平試驗(Wetting Balance Test)

沾錫天平的實驗目的在于焊錫性爭議分析，透過靈敏的沾錫天平，可以確定零件腳與錫的接觸反應速度，可以預知零件腳的潛在風險，補強焊錫性試驗的盲點，也試過期物料驗證的有效益方式。

3).推拉力試驗(Pull / Shear Test)

推拉力試驗主要針對封裝打線制程的質量，透過此試驗，并收集推拉力值進行SPC計算，確定其變異量，進行持續(xù)優(yōu)化。此外，針對BGA錫球，可進行錫球推力，并參考AEC的錫球推力值，判定是否合格，以確保焊點結合強度符合標準。

4).無鉛制程試驗(Pb-Free Test)

無鉛制程試驗是一個廣義的定義，電子產品導入無鉛制程大約十五年，也已經相當成熟。近幾年由于車用市場開始采用無鉛制程，也重新開啟錫須(Tin Whisker)試驗需求，因此無鉛制程在車用產品領域，成為標準試驗項目。

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