溫度循環(huán)和熱沖擊篩選
發(fā)布時間:2015/6/20 14:45:58 訪問次數(shù):1287
溫度循環(huán)可以加速因材料之間熱不匹配效應所造成的失效,芯片組裝、鍵合、CPC5622ATR封裝以及在氧化層上的金屬化膜等潛在缺陷都可以通過溫度循環(huán)進行篩選。溫度循環(huán)篩選的典型條件是- 55~155℃或-65~200℃進行3次或5次循環(huán)。每循環(huán)一次,在最高或最低的溫度下各保持30分鐘,轉(zhuǎn)穆時間為15分鐘。試驗后進行交直流電參數(shù)測試。熱沖擊篩選是判定溫度急劇變化的集成電路強度的有效方法,例如,設有100℃和0℃兩個水槽,在高溫槽浸15秒后取出,在3秒內(nèi)移入低溫槽至少浸5秒,再于3秒內(nèi)移入高溫槽,如此往復操作5次。
以上的兩個篩選試驗,也有時統(tǒng)稱為環(huán)境應力篩選。環(huán)境應力篩選主要用于挑剔對環(huán)境適應性差的產(chǎn)品,如在高低溫環(huán)境下,由于熱脹冷縮產(chǎn)生的應力易于造成元器件的失效,可以采用溫度沖擊的篩選方法將其剔除。同時,對于熱脹冷縮性能和溫度系數(shù)不匹配的各種材料,也有很好的篩選作用。機械應力(如振動、沖擊、離心等)篩選,易于挑出結(jié)構(gòu)、焊接、封裝等存在潛在裂紋、缺陷的元器件,但往往容易對好產(chǎn)品產(chǎn)生新的隱患,因此對于其篩選應力的大小選擇要尤其注意。同時,不一定要采用100%檢驗,可以抽樣進行,而且只對機械應力有特殊要求的產(chǎn)品進行這些項目的篩選。
必須指出,各制造廠或使用單位并非對上述各篩選試驗項目都要進行,也不是所有出廠的元器件都要進行100%的篩選試驗。特別是對一些帶有破壞性的試驗項目,只采用抽樣方式進行。在實際選用時,主要根據(jù)實際產(chǎn)品有關(guān)的失效模式和機理,結(jié)合可靠性的要求、實際使用條件,似及工藝結(jié)構(gòu)情況,在標準規(guī)范未形成前由制造單位和使用單位協(xié)商確定,F(xiàn)在實際用得較多的篩選項目不一定表示篩選效果最佳,而是從設備條件、經(jīng)濟以及操作方面考慮。對一些可靠性要求高的產(chǎn)品,大多采用目視檢查、高溫儲存、高溫功率老化、溫度循環(huán)、離心加速、檢漏以及電測試等項目進行篩選,且采用100%的篩選試驗。例如,美國先鋒號衛(wèi)星計劃用的某集成電路的篩選項目如表3. 11所示。
溫度循環(huán)可以加速因材料之間熱不匹配效應所造成的失效,芯片組裝、鍵合、CPC5622ATR封裝以及在氧化層上的金屬化膜等潛在缺陷都可以通過溫度循環(huán)進行篩選。溫度循環(huán)篩選的典型條件是- 55~155℃或-65~200℃進行3次或5次循環(huán)。每循環(huán)一次,在最高或最低的溫度下各保持30分鐘,轉(zhuǎn)穆時間為15分鐘。試驗后進行交直流電參數(shù)測試。熱沖擊篩選是判定溫度急劇變化的集成電路強度的有效方法,例如,設有100℃和0℃兩個水槽,在高溫槽浸15秒后取出,在3秒內(nèi)移入低溫槽至少浸5秒,再于3秒內(nèi)移入高溫槽,如此往復操作5次。
以上的兩個篩選試驗,也有時統(tǒng)稱為環(huán)境應力篩選。環(huán)境應力篩選主要用于挑剔對環(huán)境適應性差的產(chǎn)品,如在高低溫環(huán)境下,由于熱脹冷縮產(chǎn)生的應力易于造成元器件的失效,可以采用溫度沖擊的篩選方法將其剔除。同時,對于熱脹冷縮性能和溫度系數(shù)不匹配的各種材料,也有很好的篩選作用。機械應力(如振動、沖擊、離心等)篩選,易于挑出結(jié)構(gòu)、焊接、封裝等存在潛在裂紋、缺陷的元器件,但往往容易對好產(chǎn)品產(chǎn)生新的隱患,因此對于其篩選應力的大小選擇要尤其注意。同時,不一定要采用100%檢驗,可以抽樣進行,而且只對機械應力有特殊要求的產(chǎn)品進行這些項目的篩選。
必須指出,各制造廠或使用單位并非對上述各篩選試驗項目都要進行,也不是所有出廠的元器件都要進行100%的篩選試驗。特別是對一些帶有破壞性的試驗項目,只采用抽樣方式進行。在實際選用時,主要根據(jù)實際產(chǎn)品有關(guān)的失效模式和機理,結(jié)合可靠性的要求、實際使用條件,似及工藝結(jié)構(gòu)情況,在標準規(guī)范未形成前由制造單位和使用單位協(xié)商確定。現(xiàn)在實際用得較多的篩選項目不一定表示篩選效果最佳,而是從設備條件、經(jīng)濟以及操作方面考慮。對一些可靠性要求高的產(chǎn)品,大多采用目視檢查、高溫儲存、高溫功率老化、溫度循環(huán)、離心加速、檢漏以及電測試等項目進行篩選,且采用100%的篩選試驗。例如,美國先鋒號衛(wèi)星計劃用的某集成電路的篩選項目如表3. 11所示。
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