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关于CSP跌落试验,其采用的方法与原来使用充填料来支撑整个封装体的FC相同这时所承受的主要是跌落时的冲击力,其关系为:
F=M*2H/D M-部材质量 H-跌落高度 D-停止距离
这里,控制好冲撞后的移动距离是重要因素,通过插入橡胶性的弹性体,使其保持柔量、或不使用无空隙的组装方式,提高封装体质量等,是抵抗由冲击力产生损坏的有效方法。
电气环境试验
针对布线设计精细化的CSP.Fc,经高温高湿测试(HHBT)会发生电化学迁移,如产生树枝状晶体和依赖电流密度与温度的电迁移,或是由热应力形成的应力迁移造成断线等不良,这是在原来以芯片布线为主体而执行的热环境试验时所没有的,对此需对包含封装材料在内的诸因素进行综合分析。(见下表)
表 迁移的因素
名 称 | 现象 、 | 加速因‘素 |
电化学迁移 | 由树枝状晶体造 成短路 | 吸湿、温湿度、附加电压、端子间距、离 子性不纯物 |
电迁移 | 断线(布线) | 布线部的高电流密度、芯片周围高 温、功率负荷 |
应力迁移 | 断线(布线) | 线过狭、布线?;つびαΥ?、操作中受 热程度、温度太高 |
环境检测方法、条件的评价标准
对MlL—SPEC的评价
按照试验条件的规定,MIL标准的要求是相当严格的,如除开军用基本上可被大多数产品所接受。关于封装要求的MIL—STD一883,虽然其规定的试验内容要求很高,但随着微电子组装器件的不断发展,有必要对其适用性重新评价,特别是对于陶瓷类封装、有机玻璃基板迁移温度和焊料融点等适用性能需重新探讨。在有机材料场合,由温度范围其破坏模式是不同的,宽温度范围的破坏多发生于树脂基板,窄温度范围支配着焊料的疲劳断裂,温度范围不声的不良模式也不同。按原来QFP的PCT试验判别基准,实际上不存在高压环境,树脂材料在高压下的动态和常压下的动态有什么差异,应该设定合理的检测条件。
原使用的基板标准与MIL规定的代号可能不一致,但MIL—STD一883是有针对性的适用标准,对CSP封装体来说同样可以使用。组装合成性质的有机基板,由基材间双金属效果而产生的变形,对可靠性会造成一定的影响,这是需要进行研究的项目之一。
加速试验的意义
bga·CSP·FC的封装形式都带有球形的焊球端子,使用时必须考虑到焊料的蠕变特性,以金属材料的绝对温度作比较,使用温度与溶点之比超过1/2时即会产生蠕变性质。例共晶焊料,常温时为2980K.活性系数0.65,成高温状态时较好,在最高试验温度125℃,这个值将在到O.87,不在通常的使用条件下,对焊料来说属过酷的使用条件。同样,不经过充分的试验,只通过温度循环和在高温一侧的保持时间所得到的破坏模式与现实中是不同的。用温度循环来测算寿命,在温度范围超出100℃时,不能忽视其蠕变性质,其中保持时间的多少和所有温度等级对试验寿命有较大的影响。现实中,采用高温保管方式很难说明问题,而通过试验来推算寿命,这个方法也不一定确切,只有根据实际使用条件,再加上低温状态下的蠕变因素,展开其寿命的研究,才可以获得更长的使用寿命。
高强度材料的疲劳特性在使用环境中可以忽视,但对焊料类软金属所具温度依存性强的材料而言,其疲劳特性是不可忽视的,这也是真正理解加速试验的根本意义。