可靠性知识完整版本

可靠性知识试验名称英文简称常用试验条件备注易焊性Solderability235℃此试验为槽焊法，试验后在10-40倍显微镜下看管脚的上锡面积耐焊接热SHT260℃10±1S模拟焊接过程对产品的影响高温反偏HTRB125℃,Vcb=(0.7-0.8)*BVcbo，168hrs主要对产品的PN结进行考核高加速应力测试HAST130℃/85%,96/192hrs模拟高温高湿环境的影响带偏压的高加速应力测试Biased-HAST偏置时130℃/85%,96/192hrs模拟高温高湿环境带点偏置时的影响(一般不会，除非要求高)可靠性常用术语可靠性试验对应的缺点项目试验项目高压蒸煮易焊性高温高湿温度冲击高温存储高温高湿偏置高温偏置回流热缺点项目芯片沾污芯片腐蚀密封性不良连接腐蚀镀层不良或沾污芯片沾污芯片腐蚀密封性不良球焊芯片裂缝芯片剥离封装失效芯片不良(CP前后对Wafer检测275℃)接触不良芯片沾污芯片腐蚀密封性不良连接腐蚀栅氧化缺点和离子污染胶体设计不良试验项目间歇工作寿命/开开关关湿阻机械冲击VFV可变频率振动(军品/航空)缺点项目检查外来材料，芯片裂缝，金属化，装片，球焊的缺点胶体材料中内腐蚀，沾污和胶体气密性芯片和球焊，芯片裂缝，胶体缺点芯片和球焊，芯片裂缝，胶体缺点塑封料封装是非气密性封装塑封料封装属于非气密封装，塑封料封装采用的塑封料和导电胶时有一定吸水率的材料，其吸水率通常在千分之几到千分之十几左右，产品吸收一定程度的湿气之后，在波峰焊或者红外线回流焊时，湿气在高温下迅速膨胀，从而产生产品内部的界面分层，导致连接线开路、芯片损伤等缺点，严重的造成胶体膨胀或裂开，即我们常说的“爆米花”效应。一般来说回风炉温度由240℃变成260℃，则其蒸气压变成原来的2.12倍。“爆米花”效应不是QFP产品特有的。SOP/SSOP/TSSOP等产品也因为吸湿经常产生。对已经吸湿的产品使用前如何处理对已经吸湿的产品进行烘烤，烘烤条件为。1:低温器件容器在40℃+5℃/-0℃，5%RH下烘烤192小时。如装在塑料管里的SOP产品。2:对编带产品在65℃～80℃下烘烤48～72小时3:高温器件容器在115℃～125℃下烘烤8小时。如装在托盘里的QFP产品。湿度指示卡1:产品在密封袋内的寿命为:温度＜40℃，湿度＜90℃下的寿命为12个月。2:密封袋开封后，需要进行波峰焊、回流焊等处理的按照下列条件进行：(1)在温湿度≤30℃/60%环境下168小时内使用.Level3的条件。(2)在湿度＜20%的环境下储存3:若产品符合下列条件，使用前徐烘烤。(1)温度为23±5℃，湿度指示卡的读数＞10%.(2)不符合上面2项目的内容。4:若要烘烤按照上一页内容进行烘烤。塑封料对产品可靠性的影响我们需要什么样的塑封料高粘结力、低吸水率、高抗弯强度、PH值5.2～7.5、低卤素、低应力、高稳定性1:对薄形而且面积大的产品要充分考虑塑封料的吸湿性带来的失效风险，以及塑封料收缩带来的产品翘曲。2:对芯片在塑封体内占的面积很大的时候，必须考虑到冲切等时候受的力很多直接加到芯片上，塑封料的抗弯强度、模量要被考虑。3:对散热要求高的产品更应充分考虑塑封料的散热系数、玻璃化温度与对低应力的要求的均衡，事实上塑封料的高散热系数与低应力有时侯是矛盾的，必要是可以采用添加了高散热材料的塑封料4:数字通信的(高频率的)、功率的、电源调整的、CMOS(栅的厚度的与α1的要求有直接关系)、存储器类的等特殊要求要充分考虑如何从工艺角度做到产品零分层—QFN时间控制站别控制项目控制时间超出控制时间措施DBDB后到DB烘烤时间4小时烘烤后到WB时间(WB前进行Plasma清洗)镍钯金L/F:12小时镀银框架:24小时WBPlasma后到WB金线产品12小时铜线产品4小时重新进行Plasma清洗，WB前不得清洗2次产品上机后24小时内必须完成24小时放入氮气柜，重新加工前进行Plasma。WB站停留的时间24小时WB到MD的时间12小时MDWB后Plasma清洗到MD的时间6小时退回前工序重新做Plasma(加上WB的不能超过3次)镍钯金L/F产品由DB到MD封完得时间控制在71小时内。铜线产品的可靠性保证铜线焊接的优势(1)价格优势。(2)导电性和导热性均好于金线。(3)冲弯率好于金线铜线焊接的难点(1)铜容易被氧化，WB工艺不稳定。(2)铜的硬度，屈服强度等物理参数高于金和铝。WB时需要施加更大的超声能量和压力，因此容易对硅芯片造成损伤甚至是破坏铜线焊接的难点解决办法(1)防止氧化---在WB时加氮氢混合气体(2)防止对硅芯片损伤---对芯片本身提出了要求，具体见下页

---严格控制加工工艺，做好弹坑和Crack检查(3)芯片压焊区设计和工艺的支持，如AL压区的AL-SI-CU成分，避免CUP的设计铜线产品的可靠性保证铜线WB对芯片的要求，芯片铝层厚度最低要求铜线直径铝层厚度0.8mil1.0um1.0mil1.5um1.2mil2.0um1.5mil3.0um2.0mil3.0um3.0mil4.0um4.0mil4.0-6.0um5.0mil6.0-8.0um6.0mil6.0-8.0um压区下二氧化硅层要大于4000埃铜线产品的可靠性保证如何达到铜线产品的通过PCT168H考核1:按照铜线的工艺要求做好焊接的DOE，取得稳定的WB工艺，符合铜线产品的检验标准2:PCT168H是否通过与芯片本身也有关系，压区纯铝工艺和铝层太薄时不容易通过考核。3:产品防湿等级越高越有机会通过考核。4:封装BOM要适当，其中塑封料的影响比较大，要选择填料含量高，PH值在5.5-7.5,吸水率低，CL离子含量低的高可靠性塑封料。一些纯铝压区工艺的产品可以考虑考核PCT96H铜线产品的可靠性保证如何通过不带偏置的HAST96H/192H考核1:按照铜线的工艺要求做好焊接的DOE，取得稳定的WB工艺，符合铜线产品的检验标准2:产品防湿等级越高越有机会通过考核。3:封装BOM要适当，其中塑封料的影响比较大，要选择填料含量高，PH值在5.5-7.5,吸水率低，CL离子含量小于10PPM的高可靠性塑封料。4:塑封后固化时间通常会影响5:塑封前Plasma来提高塑封料的粘结力6:对基板类产品，塑封料本省的防止CI离子扩散的能力也很重要。铜线产品的可靠性保证如何通过带偏置的HAST96H考核1:按照铜线的工艺要求做好焊接的DOE，取得稳定的WB工艺，符合铜线产品的检验标准2:产品防湿等级越高越有机会通过考核，各站停留时间也很关键3:封装BOM要适当，其中塑封料的影响比较大，要选择填料含量大于80%接近90%，PH值在5.5-7.5,吸水率低,CL离子含量小于10PPM的高可靠性塑封料。4:塑封后固化时间通常会影响,一般要考虑延长到8小时5:塑封前Plasma来提高塑封料的粘结力6:对基板类产品，塑封料本省的防止CI离子扩散的能力也很重要。7:芯片压区的匹配也很关键，纯铝工艺的压区对封装工艺和塑封料的要求更苛刻QFN翘曲解决方案QFN翘曲的整体解决方案：1:合适的塑封料，收缩率很重要。2:框架设计中应力释放环的优化设计很重要。3:后固化时压块重量的匹配4:芯片厚度，大小是影响翘曲的重要因素，如果可能大芯片薄一点对翘曲有改善解决QFN翘曲同时要注意的几点：1:不能为了解决翘曲使用过低的固化温度2:不能为了翘曲选择填料含量过低的塑封料3:后固化时压块重量哟啊考虑框架应力释放环设计的影响4:芯片厚度不是随意变更的，太薄会有其他的问题。QFN翘曲与可靠性的平衡：产品芯片大时，翘曲容易呈现哭脸，这个时候如果塑封料的收缩率就会大一些会比较好。但是收缩率大的塑封料里面的填料含就会少，吸水率就会升高。可靠性就会减低。所以要找个填料含量，收缩率的一个平衡点，