芯片封裝可靠性環(huán)境試驗是一種針對半導(dǎo)體零件封裝質(zhì)量的系統(tǒng)性評估手段。其目的主要在于驗證封裝結(jié)構(gòu)在特定環(huán)境條件下的耐溫、抗溫濕、疲勞老化等關(guān)鍵性能指標(biāo)，以及滿足保存與管制的相關(guān)要求。隨著環(huán)境因素的復(fù)雜多變，封裝可靠性環(huán)境應(yīng)力試驗的復(fù)雜度也日益增加，傳統(tǒng)單一試驗方式已逐漸被具有復(fù)合效益的綜合試驗方案所取代。例如，由空氣污染引發(fā)的酸雨、廢氣等環(huán)境因素在高溫條件下可能產(chǎn)生加速腐蝕效應(yīng)，這對傳統(tǒng)驗證方法提出了挑戰(zhàn)。

武漢金測檢測作為一家檢測機構(gòu)，提供完整的芯片封裝可靠性環(huán)境試驗項目，涵蓋技術(shù)整合咨詢、實驗設(shè)計規(guī)劃、硬件設(shè)計制作、環(huán)境應(yīng)力試驗以及封裝品質(zhì)試驗等一站式服務(wù)。我們致力于協(xié)助客戶通過JEDEC、MIL—STD、AEC-Q等國際可靠性試驗標(biāo)準(zhǔn)，確保芯片封裝的質(zhì)量與可靠性。

封裝類可靠性測試項目

? Precon:預(yù)處理（ Preconditioning Test ), 簡寫為PC，也有叫MSL（Moisture Sensitivity Level）吸濕敏銳、濕度敏銳性試驗(MSL Test)試驗的：確認芯片樣品是否因含有過多水份，使得在S MT回焊(Reflow)組裝期間，造成芯片脫層、裂痕(Crack)、爆米花效應(yīng)，導(dǎo)致壽命變短或損傷，模擬芯片貼到板子的過程可能出現(xiàn)的這些問題。

? THB:溫濕度偏壓壽命試驗(Temperature Humidity Bias Test)

? H3TRB：高溫高濕反偏試驗（High Humidity, High Temperature Reverse Bias ）

? BHAST高加速壽命試驗( Highly Accelerated Stress Test), 也叫HAST

? UHAST：(Unbiased HAST)

? TCT: 高低溫循環(huán)試驗（Temperature Cycling Test，也可簡寫TC，芯片級TC ）

? 板級TCT

? PTC 功率溫度循環(huán)（Power temperature Cycling）

? PCT:高壓蒸煮試驗 （Pressure Cook Test，也叫AC (Autoclave Test)：

? TST: 高低溫沖擊試驗

? HTST: 高溫儲存試驗（High Temperature Storage Life Test，可簡寫HTS ）

? 可焊性試驗（Solderability Test ）

? 耐焊性試驗（ Solder Heat Resistivity Test ）

? 外觀檢測（External Visual Inspection，可簡寫OM）

? 焊線推拉力試驗（Wire Bond Pull/ Shear）

? 錫球推力試驗（Solder Ball Shear）

? Die推力試驗（Die Shear Test）

? 錫球熱拔試驗（Solder Ball Hot Bump Pull）

? 錫球冷拔試驗（Solder Ball Cold Bump Pull）

環(huán)境應(yīng)力試驗

1).濕度敏銳等級區(qū)分 (Moisture Sensitive Level / MSL)

針對表面黏著型且非密封型(Non-hermetic)零件或得經(jīng)過S MT回焊制程(Reflow)之其他零件類別進行驗證。判斷標(biāo)準(zhǔn)主要以超音波掃描(SAT、SAM或CSAM)判斷脫層位置與脫層比率，藉以制定濕度敏銳等級。濕度敏銳等級區(qū)分后，作為可靠度試驗前處理 (Precondition Test)的應(yīng)用?？煽慷惹疤幚淼哪康脑谟诜抡媪慵陨a(chǎn)、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)零件之濕度敏銳等級而來，也是工廠使用時的管理參考。多項可靠度環(huán)境應(yīng)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(dāng)重要的一項。利用溫度循環(huán)加諸于零件上，產(chǎn)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(jié)果。以零件封裝體來看，常出現(xiàn)的問題包括：打線脫落、結(jié)構(gòu)脫層、金屬斷裂、焊點疲勞龜裂等現(xiàn)象，是很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(xué)反應(yīng)，產(chǎn)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(nèi)部金屬材料之離子遷移風(fēng)險，也可同步測試產(chǎn)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(chǎn)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℃ / 85百 分之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，在很低的溫度下，利用膨脹收縮造成機械變型。對組件結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，而是針對封裝體材料的老化，因此實驗可以不經(jīng)過前處理程序。

5).耐熱性試驗

由于多數(shù)電子產(chǎn)品需要經(jīng)過熱的環(huán)境進行組裝、拆解、維修等的程序，因此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(fēng)槍(Hot Air Gun)、浸錫(Solder Dipping)等方式。

封裝品質(zhì)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(zhì)量或錫球是否有污染問題。標(biāo)準(zhǔn)實驗方式采取錫槽法(Solder Pot)，須達到百 分之95以上的覆蓋率。針對BGA錫球沾錫試驗，目前雖無法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，但業(yè)界普遍采取S MT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?zāi)康脑谟诤稿a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(yīng)速度，可以預(yù)知零件腳的潛在風(fēng)險，補強焊錫性試驗的盲點，也試過期物料驗證的有益方式。

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(zhì)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(jié)合強度符合標(biāo)準(zhǔn)。

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(chǎn)品導(dǎo)入無鉛制程大約十五年，也已經(jīng)相當(dāng)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(chǎn)品領(lǐng)域，成為標(biāo)準(zhǔn)試驗項目。