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文档简介

产品的量可性试(ICQuality&Test质量()和可靠性Reliability)在一定程度上可以说是IC产的命。质(Quality就是产品性能的测量它回答了一个产品是合乎规(的求是否符合各项性能指标的问题;可靠性Reliability)是对产品耐久力的测,它回答了一个产品生命周期有多长,简单说,它能用多久的问题。所以说质量Quality)决的是现阶段的问题,可靠性(Reliability解决的是一段时间以后的问题。知道了两者的区别,我们发现Quality的问解决方法往比较直接,设计和制造单位在产品生产出来后,通过简单的测试就可以知道产品性能是否达到SPEC的要求这种测试在IC设计和制造单位就可以进行。相对而言,Reliability的问题似乎就变的十分棘手,这个产品能用多久,谁会能保证今天产品能用,明天就一定能用?为了解决这个问题,人们制定了各种各样的标准,如:JESD22-A108-AEIAJED-4701-D101,注:JEDECJointElectronDeviceEngineeringCouncil电子设备工程联合委员会,著名国际电子行业标准化组织之一EIAJED日本电子工业协会,著名国际电子行业标准化组织之一。在介绍一些目前较为流行的Reliability的试方法之前先来认识一下产的生命周期。典型的产的生命周期可以用一条浴缸曲线(BathtubCurve来表示。ⅠⅡⅢRegion(I)被称为早夭期period这个阶段产品的failurerate快下降,造成效的原因在于IC设和生产过程中的缺陷;Region(II)被称为使用期(Usefullifeperiod)这个阶产品的failurerate保稳word

定,失效的原因往往是随机的,比如温度变化等等;Region(III)被称为磨耗期()在这个阶段failurerate会速升高,失效的原因就是产品的长期使用所造成的老化等。认识了典型品的生命周期,我们就可以看到Reliability的题就是要力将处于早夭期failure的产品去除并估算其良率,预计产品的使用期,并找到failure的因,尤其是在IC生,封装,存储等方面出现的问题所造成的失效因。下面就是一些IC品可靠性等级测试项ICProductreliabilityitems)一、使用寿命测试项目(LifetestitemsEFR,OLT(HTOL),LTOL①EFR:早期失效等级测试(failRateTest)目的:评估工艺的稳定性,加速缺陷失效率,去除由天生原因失效的产品。测试条件在定间内动态提升温度和电压对产品进行测试失效机制:材料或工艺的缺陷,包括诸如氧化层缺陷,金属刻镀,离子玷污等由于生产造成的失效。具体的测试条件和估算结果可参考以下标准:4701-D101②HTOL/LTOL:低温操作生命期试验(LowTemperatureOperatingLife目的:评估器件在超热和超电压情况下一段时间的耐力测试条件125,1.1VCC,动态测试失效机制:电子迁移,氧化层破裂,相互扩散,不稳定性,离子玷污等参考标准:125℃条件下1000小时试通过IC可保持续使用4年时测试持续使用年150℃小测试通过保证使用8年,2000小时证使用年具体的测试条件和估算结果可参考以下标准Method1005.84701-D101二、环境测试项目(EnvironmentaltestitemsPRE-CON,THB,,TCT,SolderabilityTest,SolderHeatTestword

①PRE-CON:预处理测试(PreconditionTest目的:模拟IC在使之前在一定湿度度条件下存储的耐久力就IC从产到使用之间存储的可靠性。测试流程(Test)1:超声扫描仪(ScanningAcousticMicroscopy)2:高低温循环Temperaturecycling)-40(or℃for5tosimulateshippingconditions3:烘烤(Baking)Atminimum125for24hourstoallfromthepackage4:浸泡)Usingoneoffollowingsoakconditions-Level1:℃85%RHfor168hrs(运时间多久都没关系)-Level2:℃/60%RHhrs(储运时间一年左右)-Level3:℃60%RHfor192hrs(运时间一周左右)Reflow(流焊)240℃(-℃)/℃℃)for3times(Pb-Sn)245℃(-℃)/℃℃)for3times(Lead-free)*choosethesizeStep6:声扫描仪SAM(ScanningAcousticMicroscopy)红色和黄色区域显示BGA在流工艺中由于湿度原因而过度膨胀所导致的分/裂纹。word

失效机制封破,分层具体的测试条件和估算结果可参考以下标准评估结果:八种耐潮湿分级和车间寿(floorlife)请参阅。

级-小于或等于30°C/85%无车间寿命级-小于或等于30°C/60%一车间寿命2a级-小于或等于四车间寿命级-小于或等于30°C/60%168小车间寿命级-小于或等于30°C/60%小车间寿命级-小于或等于30°C/60%小车间寿命5a级-小于或等于24小车间寿命级-小于或等于30°C/60%72时车间寿命(于级,元件使用之前必须经过烘焙,并且必须在潮湿敏感注意标贴上所规定的时间限定内回流)提示湿总是困扰在电子系统后的一个难题不管是在空气流通的热带区域中还是在潮湿的区域中运输湿都是显著增加电子工业开支的原因于湿敏感性元件使用的增加,诸如薄的密间距元件(fine-pitchdevice)和球栅阵(BGA,ballarray),得对这个失效机制的关注也增加了。基于此原因,电子制造商们必须为预防潜在灾难支付高昂的开支。word

吸收到内部的潮气是半导体封装最大的问题。当其固定到板上时,回焊快速加热将在内部形成压力种速膨胀决不同封装结构材料的热膨胀系CTE率不同,可能产生封装所不能承受的压力元件暴露在回流焊接期间升高的温度环境下于料的表面贴装元件(SMD,surface内的潮湿会产生足够的蒸汽压力损伤或毁坏元件。常见的失效模式包括塑料从芯片或引脚框上的内部分(脱层、金线焊接损伤、芯片损伤和会延伸到元件表面的部裂纹等一些极端的情况中裂纹会延伸到元件的表面最严重的情况就是元件鼓胀爆(叫做爆花效益尽管现在进行回流焊操作时,在180~200℃时少量的湿度是可以接受的。然而,在230℃℃范围中的无铅工艺里任湿度的存在都能够形足够导致破坏封装的小爆爆米花状或料分层。必须进行明智的封装材料选择控制的组装环境和在运输中采用密封包装及放置干燥剂等措施实际上国外经常使用装备射频标签的湿度跟踪系统部控制单元和专用软件来显示封装、测试流水线、运操作及组装操作中的湿度制。②加速式温湿度及偏压测试TemperatureHumidityBiasTest)目的评IC产在高温,高湿,偏压条件下对湿气的抵抗能力,加速其失效进程测试条件℃85%RH,1.1VCC,Staticbias失效机制:电解腐蚀具体的测试条件和估算结果可参考以下标准4701-D122③高加速温湿度及偏压测试(HAST:HighlyStressTest)目的评IC产在偏压下高温,高湿,高气压条件下对湿度的抵抗能力,加速其失效过程测条:130℃85%RH,1.1,atm失效机制:电离腐蚀,封装密封性具体的测试条件和估算结果可参考以下标准④高蒸煮试验PressureTest(AutoclaveTest)目的评IC产在高温,高湿,高气压条件下对湿度的抵抗能力,加速其失效过程word

测试条件130,85%RH,Static,()失效机制:化学金属腐蚀,封装密封性具体的测试条件和估算结果可参考以下标准*HAST与THB的区别在于温度更高,并且考虑到压力因素,实验时间可以缩短,而PCT则不加偏压,但湿度增大。⑤TCT:高温循环试验CyclingTest)目的评IC产中具有不同热膨胀系数的金属之间的界面的接触良率。方法是通过循环流动的空气从高温到低温重复变化。测试条件ConditionB:-55℃to125ConditionC:-65℃150℃失效机制:电介质的断裂,导体和绝缘体的断裂,不同界面的分层具体的测试条件和估算结果可参考以下标准Method1010.74701-B-131⑥高低温冲击试验ShockTest)目的评IC产中具有不同热膨胀系数的金属之间的界面的接触良率。方法是通过循环流动的液体从高温到低温重复变化。测试条件ConditionB:55℃to125℃ConditionC:-℃to℃失效机制:电介质的断裂,材料的老化(如bondwires)导体机械变形具体的测试条件和估算结果可参考以下标准:Method1011.9word

4701-B-141*TCT与TST的别在于TCT偏于package的测试,而TST重于晶园的测试⑦HTST:高温储存试验HighTemperatureStorageLifeTest)目的评IC产在实际使用之前在高温条件下保持几年不工作条件下的生命时间。测试条件150失效机制:化学和扩散效应Au-Al共效应具体的测试条件和估算结果可参考以下标准Method1008.2⑧可焊性试验(SolderabilityTest)目的评ICleads在锡过程中的可靠度测试方法Step1:蒸汽老化8小Step2:浸入245锡盆中秒失效标准(Failure少%率具体的测试条件和估算结果可参考以下标准Method2003.7⑨Test:接热量耐久测试(SolderHeatResistivityTest)目的评IC对瞬间高温敏感度测试方法侵℃锡中10秒失效标准(Failure据电测试结果具体的测试条件和估算结果可参考以下标准Method2003.7三、耐久性测试项目Endurancetestitems)Endurancecyclingtest,Dataretentiontest①周期耐久性测试(EnduranceCyclingTest)word

目的评非挥发性memory器件在多次读写算后的持久性能TestMethod:将据写入memory的储单元,在擦除数据,重复这个过程多次测试条件室,者更高,每个数据的读写次数达到具体的测试条件和估算结果可参考以下

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