CH11-封装可靠性工程[1]
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以Lead Frame封装为例，见 图11.4。主要材料包括：导线架 的铜材料，芯片的硅材料，连接 用的金线材料，还有芯片粘结的 胶体材料。其中包封模塑料 （Encapsulation Molding Compound,EMC）与硅芯片， 导线框有大面积接触，比较容易 脱层，硅芯片与粘合的硅胶、硅 胶和导线框架之间也会在T/C测 试中失效。
第11章 封装可靠性工程 11.3 T/C测试
T/S测试即温度循环测试。图为温度循环测试炉，它是由一个热气腔和一个冷气 腔组成，腔内分别填充热冷空气，热冷空气相对温差越大，通过测试的产品的某特 性可靠性越高，热冷空气的温度各个封装厂有自己的标准。两腔之间有阀门，是待 测产品往返两腔的通道。
温度循环测试有四个参数：热腔温度、冷腔温度、循环次数、芯片单次单腔停留 时间。
11.4 T/S测试
第11章 封装可靠性工程 11.4 T/S测试
T/S即热冲击测试，它是测试封装体的抗热冲击能力。抗热冲击测试炉的结构 与热循环温度测试炉相似，不同的是T/S测试环境是在高温液体中转换，如图所 示。液体的导热比空气快，因此有较强的热冲击力。
测试时先将封装产品放入一个区，比如150℃液体区域，时间5分钟，然后再 放入﹣65℃的液体中5分钟，如此循环1000次，来测试产品的抗热冲击性，最终 也是通过测试电路的通断情况断定产品是否通过T/S可靠性测试。
图示的是早统夭计区学是指上短的时关间内于就可会靠损坏性的的产盆品，浴这曲是线厂家，要它淘可汰的以；很正清 晰品地可描靠述性生的常区产要使指从用产厂求图区品商。中代的对可表 使见为用产，合寿品在格命可早产超夭品过靠区，预性和也期的耐就，用是特控区用别制不户耐，良能用率够。也都接反比受映较的高产了。品用在；户正耐常用对产
集成电路封装技术
第11章 封装可靠性工程
11.1 概述
在芯片完成整个封装流程后，封装厂会对产品进行质量检 测和可靠性检测。
1.质量和可靠性检测概念
质量检测是检查测试封装后的芯片的质量和性能情况，是 否可用。
可靠性即产品可靠度的性能，具体表现在产品使用过程中 是否容易出故障图中，横产坐品标表使示用时寿间，命纵是坐否标表合示理不。良率（损坏率）。
第11章 封装可靠性工程 11.5 HTS测试
11.6 TH测试
TH测试是测试封装件在高温潮湿环 境下的耐久性的试验。测试是在一个能 保持恒定温度的锅体中进行的，见图 11.9。测试参数是温度为85℃，相对湿 度85%，时间1000小时。试验结束后， 测定封装体电路的通断特性来判定产品 耐高温潮湿性能的好坏。
测试项目简称 preconditioning test
T/C Test T/S Test
T&H HTST TPest
T&H Test PCT Test
各个测试都有一定的目的，针对性和具体办法，但就测试
项目而言，基本上都与温度、湿度、压强有关，偶而还会加上 偏压等以制造恶劣破坏环境来达到测试产品可靠性的目的。
预处理(Preconditioning Test) 项目测试
温度循环测试(Temperature Cycling Test) 热冲击(Thermal shock Test)
高温储T藏/C(High TempeTr/atSure StoraHgeTTSeTst)
温度和湿度(Temperature & Humidity Test) 高压蒸煮(Pressure Cooker Test)
在金线和芯片的结合面上，它的材 料结构依次为：铝、铝金合金、金，在 高温的状态下，金和铝金属都变得很活 跃，相互会扩散，但是由于铝的扩散速 度比金快，所以铝的界面物质就变少， 就形成了孔洞。这就导致电路性能不好， 甚至导致断路。
解决物质的相互扩散而造成电路的 电性能不良或失效的措施是：①选择同 种物质结合电路，如金线用铝线代替， 这样就不会产生因扩散产生不良问题； ②用掺杂物质作中介层来抑制物质间的 相互扩散；③避免将封装体长时间高温 储存。
各个测试项目大都采用随机取样的方法。各个封装厂的可靠性 判断标准各不相同，实力雄厚的企业一般会用较高水准的可靠 性标准。
6种测试标准是有先后顺序的，如图所示。预处理是首先 要进行的测试项目,之后进行其他5项的测试，这是由测试目的 决定的。鉴于项目测试的特殊性，将其放到最后介绍。
11.3 T/C测试
讲义上表11.2表示的是将封装后的芯片置于150℃和﹣65℃腔体中各15分钟，循 环1000次。经此循环后测试电路性能，看其是否通过T/C可靠性测试。
T/C测试的主要目的是测试 半导体封装体热胀冷缩的耐久性
11.3 T/C测试
在封装体中，有多种材料， 材料之间都有相应的结合面，在 封装体所处环境的温度有所变化 时，封装体内各种材料就会有热 胀冷缩效应，当材料热膨胀系数 不同时，其热胀冷缩的程度将有 所不同，这样原来紧密结合的材 料结合面就会出现问题。
使用区，优良率稳定。大部分产品都在正常使用区。可靠性测 试就是为了分辨产品是否属于正常使用区的测试，解决早期开 发中产品不稳定，优良率低等问题，以提高技术和生产线所生 产产品的合格率。
11.2 可靠性测试项目
可靠性性测试项目有6项，见表
第11章 封装可靠性工程 11.2 可靠性测试项目
可靠性测试项目
11.5 HTS测试
第11章 封装可靠性工程 11.5 HTS测试
HTS(High Temperature Storage)测试，即高温储藏测试，它是测试封装体长 时间暴露在高温环境下的耐久性实验。该测试是把封装产品长时间放置在150℃ 的氮气中1000小时，然后再测试它的电路通断情况。
11.5 HTS测试
第1ห้องสมุดไป่ตู้章 封装可靠性工程 11.3 T/C测试
11.3 T/C测试
第11章 封装可靠性工程 11.3 T/C测试
讲义上图11.5表示T/C测试中的几个失 效模型。芯片表面脱层导致电路断路。脱 层处影响到金线，扯断金线就造成了断路。 芯片在T/C测试中会开裂，导致电路混乱、 断路或短路。
为了更好地通过T/C测试，尽量减少各 种材料的热膨胀率差异，在芯片表面涂上 一层缓冲层胶体过渡等是好的解决方案。
第11章 封装可靠性工程 11.3 T/C测试
T/S测试即温度循环测试。图为温度循环测试炉，它是由一个热气腔和一个冷气 腔组成，腔内分别填充热冷空气，热冷空气相对温差越大，通过测试的产品的某特 性可靠性越高，热冷空气的温度各个封装厂有自己的标准。两腔之间有阀门，是待 测产品往返两腔的通道。
温度循环测试有四个参数：热腔温度、冷腔温度、循环次数、芯片单次单腔停留 时间。
11.4 T/S测试
第11章 封装可靠性工程 11.4 T/S测试
T/S即热冲击测试，它是测试封装体的抗热冲击能力。抗热冲击测试炉的结构 与热循环温度测试炉相似，不同的是T/S测试环境是在高温液体中转换，如图所 示。液体的导热比空气快，因此有较强的热冲击力。
测试时先将封装产品放入一个区，比如150℃液体区域，时间5分钟，然后再 放入﹣65℃的液体中5分钟，如此循环1000次，来测试产品的抗热冲击性，最终 也是通过测试电路的通断情况断定产品是否通过T/S可靠性测试。
图示的是早统夭计区学是指上短的时关间内于就可会靠损坏性的的产盆品，浴这曲是线厂家，要它淘可汰的以；很正清 晰品地可描靠述性生的常区产要使指从用产厂求图区品商。中代的对可表 使见为用产，合寿品在格命可早产超夭品过靠区，预性和也期的耐就，用是特控区用别制不户耐，良能用率够。也都接反比受映较的高产了。品用在；户正耐常用对产
集成电路封装技术
第11章 封装可靠性工程
11.1 概述
在芯片完成整个封装流程后，封装厂会对产品进行质量检 测和可靠性检测。
1.质量和可靠性检测概念
质量检测是检查测试封装后的芯片的质量和性能情况，是 否可用。
可靠性即产品可靠度的性能，具体表现在产品使用过程中 是否容易出故障图中，横产坐品标表使示用时寿间，命纵是坐否标表合示理不。良率（损坏率）。
第11章 封装可靠性工程 11.5 HTS测试
11.6 TH测试
TH测试是测试封装件在高温潮湿环 境下的耐久性的试验。测试是在一个能 保持恒定温度的锅体中进行的，见图 11.9。测试参数是温度为85℃，相对湿 度85%，时间1000小时。试验结束后， 测定封装体电路的通断特性来判定产品 耐高温潮湿性能的好坏。
测试项目简称 preconditioning test
T/C Test T/S Test
T&H HTST TPest
T&H Test PCT Test
各个测试都有一定的目的，针对性和具体办法，但就测试
项目而言，基本上都与温度、湿度、压强有关，偶而还会加上 偏压等以制造恶劣破坏环境来达到测试产品可靠性的目的。
预处理(Preconditioning Test) 项目测试
温度循环测试(Temperature Cycling Test) 热冲击(Thermal shock Test)
高温储T藏/C(High TempeTr/atSure StoraHgeTTSeTst)
温度和湿度(Temperature & Humidity Test) 高压蒸煮(Pressure Cooker Test)
在金线和芯片的结合面上，它的材 料结构依次为：铝、铝金合金、金，在 高温的状态下，金和铝金属都变得很活 跃，相互会扩散，但是由于铝的扩散速 度比金快，所以铝的界面物质就变少， 就形成了孔洞。这就导致电路性能不好， 甚至导致断路。
解决物质的相互扩散而造成电路的 电性能不良或失效的措施是：①选择同 种物质结合电路，如金线用铝线代替， 这样就不会产生因扩散产生不良问题； ②用掺杂物质作中介层来抑制物质间的 相互扩散；③避免将封装体长时间高温 储存。
各个测试项目大都采用随机取样的方法。各个封装厂的可靠性 判断标准各不相同，实力雄厚的企业一般会用较高水准的可靠 性标准。
6种测试标准是有先后顺序的，如图所示。预处理是首先 要进行的测试项目,之后进行其他5项的测试，这是由测试目的 决定的。鉴于项目测试的特殊性，将其放到最后介绍。
11.3 T/C测试
讲义上表11.2表示的是将封装后的芯片置于150℃和﹣65℃腔体中各15分钟，循 环1000次。经此循环后测试电路性能，看其是否通过T/C可靠性测试。
T/C测试的主要目的是测试 半导体封装体热胀冷缩的耐久性
11.3 T/C测试
在封装体中，有多种材料， 材料之间都有相应的结合面，在 封装体所处环境的温度有所变化 时，封装体内各种材料就会有热 胀冷缩效应，当材料热膨胀系数 不同时，其热胀冷缩的程度将有 所不同，这样原来紧密结合的材 料结合面就会出现问题。
使用区，优良率稳定。大部分产品都在正常使用区。可靠性测 试就是为了分辨产品是否属于正常使用区的测试，解决早期开 发中产品不稳定，优良率低等问题，以提高技术和生产线所生 产产品的合格率。
11.2 可靠性测试项目
可靠性性测试项目有6项，见表
第11章 封装可靠性工程 11.2 可靠性测试项目
可靠性测试项目
11.5 HTS测试
第11章 封装可靠性工程 11.5 HTS测试
HTS(High Temperature Storage)测试，即高温储藏测试，它是测试封装体长 时间暴露在高温环境下的耐久性实验。该测试是把封装产品长时间放置在150℃ 的氮气中1000小时，然后再测试它的电路通断情况。
11.5 HTS测试
第1ห้องสมุดไป่ตู้章 封装可靠性工程 11.3 T/C测试
11.3 T/C测试
第11章 封装可靠性工程 11.3 T/C测试
讲义上图11.5表示T/C测试中的几个失 效模型。芯片表面脱层导致电路断路。脱 层处影响到金线，扯断金线就造成了断路。 芯片在T/C测试中会开裂，导致电路混乱、 断路或短路。
为了更好地通过T/C测试，尽量减少各 种材料的热膨胀率差异，在芯片表面涂上 一层缓冲层胶体过渡等是好的解决方案。