Lab reliability 可靠性测试

1、1Reliability Test(可靠性測試)2Kinds of Reliability Test (可靠性測試的種類)1.Precon Test(Preconditioning Test) 预处理测试预处理测试2.Reliability Test 可靠性测试可靠性测试1)T/C Test(Temperature Cycling Test)温度周期测试温度周期测试 2)T/S Test(Thermal Shock Test) 热冲击测试热冲击测试(迅速冷热交替迅速冷热交替)3)HTST(High Temperature Storage Test) 高温仓测试（高温仓测试（可以置于空气或者氮气

2、可以置于空气或者氮气柜中）柜中）4)T&H Test(Temperature & Humidity Test) 温度及湿度测试温度及湿度测试（水环境（水环境,腐蚀，腐蚀，电解质置换电解质置换Au. A.基板铜层可能基板铜层可能short,pad Al腐蚀；腐蚀；b.第一第一bond点断开）点断开）5)PCT(Pressure Cooker Test) 高压锅测试（高压锅测试（饱和蒸汽，饱和蒸汽，100%RH,主要用于主要用于QFP产品产品）6)HAST(Highly Accelerated Stress Test) 高加速应力测试高加速应力测试（不饱和蒸汽，不饱和蒸汽，80%R

3、H,主要用于主要用于BGA产品产品）Psi 磅磅/平方英寸平方英寸 英制压力英制压力1Psi=6.89x103pa1Pa=105bar=145x106psi3I. Preconditioning Test(預處理測試)To know the workability of Semiconductor devices after soldering.知道焊接后半导体元件的可使用性知道焊接后半导体元件的可使用性It simulates delivery from assembly house to customers plant and soldering on PCB.模拟从封装厂到客户处的运输及

4、在线路板上的焊模拟从封装厂到客户处的运输及在线路板上的焊接接Purpose of Precon Test(預處理測試的目的預處理測試的目的)4Procedure of Precon Test 预处理的程序预处理的程序EXT. Visual INSP & O/S TestSAM InspectionTEMP Cycle Test(-65C/150C, 5X)Dry Bake(125C, 24HRS)Temp & Humidity Test(Level 1,2,3,4,5,6)VPS or IR Reflow(260 deg.C,3X)Simulate Temp Changes d

5、uring Transportation to customer模拟在运输到客户处过程中的温度变化模拟在运输到客户处过程中的温度变化Simulate Drying Process of silica gel by dry pack模拟干燥剂烘干硅胶的过程模拟干燥剂烘干硅胶的过程Simulate Moisture Absorption in Production line模拟在生产线的受潮情况模拟在生产线的受潮情况Simulate Soldering Process模拟焊接过程模拟焊接过程Electrical Test 电测试电测试Non-Destructive Test using SAM使用

6、使用SAM无损测试无损测试Decision决定决定EXT. Visual INSP & O/S TestSAM InspectionElectrical Test电测试电测试NDT using SAMSAM无损探伤无损探伤5Moisture Sensitivity Levels 水分灵敏度水分灵敏度Level程度程度T&H Cond. 温温/湿湿度情况度情况( C/ %RH)Floor Life Time after Unpack开包后的滞留时间开包后的滞留时间12345685/85, 168 HRS85/60, 168 HRS30/60, 192 HRS30/60, 96 H

7、RS30/60, 72 HRS30/60, 6 HRSUnlimited 无限无限1 Year 1年年168 HRS (1 Week) 1星期星期72 HRS (3 Days) 3天天48 HRS (2 Days) 2天天6 HRS 6小时小时J-STD-0207,MSL Level可以自己做，比如可以自己做，比如MSL level 3 pass, Level 2 fail,那么此产品就做那么此产品就做MSL Level 3合适合适. 6Defects after Precon Test 预处理后的故障预处理后的故障1. Package Crack 封装面的开裂封装面的开裂2. Delamin

8、ation 分层分层3. Electrical Open/Short 开路开路/短路短路DELAMINATIONPKG CRACKPKG CRACKCHIP CRACK7Defects after Precon Test预处理后的失效预处理后的失效Die Top Delamination芯片顶部的分层芯片顶部的分层Die Crack芯片裂缝芯片裂缝Package Crack封装面裂缝封装面裂缝8II. Reliability Test 可靠性测试可靠性测试To know the workability of Semiconductor devices after Board Mounting

9、in Real Situations which can be induced by actual users知道在半导体元件固定到板后的可使用性及客户可能引起的真实情况知道在半导体元件固定到板后的可使用性及客户可能引起的真实情况 9Procedure of Reliability Test 可靠性测试的程序可靠性测试的程序T&H45eaHTS45eaT/C45eaT/S45ea(option)PCT45eaPRECON TEST预处理测试预处理测试HAST45ea101. Temperature Cycling test温度周期测试温度周期测试 Purpose of T/C温度周期变

10、化测试的目的温度周期变化测试的目的To know the durability of Semiconductor package resisting expansion and shrinkage by high and low temperature.知道半导体器件承受高知道半导体器件承受高/低温冲击下的膨胀和收缩能力低温冲击下的膨胀和收缩能力11Temperature Cycle Test 温度周期测试温度周期测试 Test Conditions 测试条件测试条件1)Temp : +150 / -65 deg.C 温度：温度： +150/-65摄氏度摄氏度2) Time : 15 min/

11、 zone 时间时间: 15分分/区间区间3) Read-out Point : 1000 cycle 读取点：读取点：1000次循环次循环Measurement 测量测量Open/Short Test 开短路测试开短路测试-65 CAir150 CAirT/C Chamber温度周期变化测试箱温度周期变化测试箱12Effects of T/C Test 影响温度周期的因素影响温度周期的因素EMCCu L/FCu L/FSILICON CHIP WIREEMCCu L/FCu L/FSILICON CHIP WIREExpansionShrinkage-65 CAir150 CAirT/C C

12、hamber13Failures after T/C Test 温度周期测试后的失效温度周期测试后的失效1)Open due to Bond Lift or Ball Neck Broken by the chip surface Delamination 芯片表面分层造成的结合翘起或瓶颈而导致的开路芯片表面分层造成的结合翘起或瓶颈而导致的开路2) Short due to Cracked Die 芯片裂缝造成的短路芯片裂缝造成的短路DELAMINATIONCHIP CRACK14Open Failure after T/C Test 温度周期测试后的断路温度周期测试后的断路Die Top D

13、elamination & Ball Neck Broken芯片顶部的分层及芯片顶部的分层及 焊球瓶颈处破裂焊球瓶颈处破裂DelaminationDelaminationBroken Neck152. Thermal Shock Test热冲击测试热冲击测试150 C Liquid-65 C LiquidTest Conditions 测试条件测试条件1)Temp : +150 / -65 deg.C 温度：温度： +150/-65摄氏度摄氏度2) Time : 5 min/ zone 时间时间: 15分分/区间区间?3) Read-out Point : 1000 cycle 读取点

14、：读取点：1000次循环次循环Measurement 测量测量Open/Short Test 开短路测试开短路测试?163. High Temp Storage Test高温仓测试高温仓测试Purpose of HTST高温仓测试的目的高温仓测试的目的To know the durability of Semiconductor package when exposed under the high temperature for long time.知道半导体器件长期暴露在高温下的能力知道半导体器件长期暴露在高温下的能力17High Temperature Storage Test高温仓测试

15、高温仓测试150 CN2 gasTest Conditions 测试条件测试条件1)Temp : 150 deg.C 温度：温度： 150摄氏度摄氏度2) Read-out Point : 1000 HRS 读取点：读取点：1000小时小时Measurement 测量测量Open/Short Test 开短路测试开短路测试18Effect of HTST影响高温仓测试的因素影响高温仓测试的因素1) This test accelerates a diffusion among Semiconductor materials by heat then makes Open failure. 测试

16、加速了半导体材料的温度导致的开路测试加速了半导体材料的温度导致的开路2) Crack can be occurred by heat. 温度产生的裂缝温度产生的裂缝19Open Failure after HTST高温仓测试后的开路高温仓测试后的开路KirkendallvoidEMCSi dieAuAlAl向向Au扩散扩散的速度比的速度比Au向向Al扩散的扩散的速度开，形速度开，形成成EMC Void204. Temperature & Humidity(T&H) Test温度及湿度测试温度及湿度测试Purpose of T&H Test温度及湿度测试的目的温度及湿度测

17、试的目的To know the durability of Semiconductor PKG under the high temp and humidity condition知道半导体器件高温高湿下的能力知道半导体器件高温高湿下的能力21Temperature & Humidity Test 温度及湿度测试温度及湿度测试Test Conditions 测试条件测试条件1)Temp : 85 deg.C 温度：温度：85 摄氏度摄氏度2) Humidity : 85 RH% 湿度：湿度： 85 3) Read-out Point : 1000 HRS 读取点：读取点：1000小时小

18、时Measurement 测量测量Open/Short Test 开短路测试开短路测试T&H Chamber温度湿度测试炉温度湿度测试炉22Effect of T&H Test影响温度及湿度测试的因素影响温度及湿度测试的因素1) Al bonding pad corrosion can be occur by the moisture which was absorbed through EMC than makes Open failure 由由通过通过EMC吸收的水汽造成吸收的水汽造成AL结合片腐蚀比开路造成的来的多结合片腐蚀比开路造成的来的多2) Short or Lea

19、kage can be occur by ion which moves through moisture inside package 水离子在器件内部造成短路或者渗漏水离子在器件内部造成短路或者渗漏Moisture23Failure after T&H Test温度及湿度测试后的失效温度及湿度测试后的失效Leakage by the Dendrite结晶造成的渗漏结晶造成的渗漏L/FL/FL/FL/FL/FEMCEMCEMCEMCL/FTape245. Pressure Cooker Test(PCT)高压锅测试高压锅测试Purpose of PCT高压锅测试的目的高压锅测试的目的

20、To know the existence of gap between EMC & L/F知道目前知道目前EMC和和L/F之间的差别之间的差别25Pressure Cooker Test高压锅测试高压锅测试PCTCHAMBER高压锅高压锅Test Conditions 测试条件测试条件1)Temp : 121 deg.C 温度：温度：121摄氏度摄氏度2) Humidity : 100 RH% 湿度：湿度： 1003)Pressure : 2 ATM 压力：压力：2ATM4) Read-out Point : 168HRS 读取点：读取点：168小时小时Measurement 测量测量Open/Short Test 开短路测试开短路测试26Aluminum bonding pad corrosion failure can be occur by the moisture which was penetrated through a gap between EMC and Lead Fra