Lab reliability 可靠性測試

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) 預(yù)處理測試預(yù)處理測試2.Reliability Test 可靠性測試可靠性測試1)T/C Test(Temperature Cycling Test)溫度周期測試溫度周期測試 2)T/S Test(Thermal Shock Test) 熱沖擊測試熱沖擊測試(迅速冷熱交替迅速冷熱交替)3)HTST(High Temperature Storage Test) 高溫倉測試（高溫倉測試（可以置于空氣或者氮氣

2、可以置于空氣或者氮氣柜中）柜中）4)T&H Test(Temperature & Humidity Test) 溫度及濕度測試溫度及濕度測試（水環(huán)境（水環(huán)境,腐蝕，腐蝕，電解質(zhì)置換電解質(zhì)置換Au. A.基板銅層可能基板銅層可能short,pad Al腐蝕；腐蝕；b.第一第一bond點斷開）點斷開）5)PCT(Pressure Cooker Test) 高壓鍋測試（高壓鍋測試（飽和蒸汽，飽和蒸汽，100%RH,主要用于主要用于QFP產(chǎn)品產(chǎn)品）6)HAST(Highly Accelerated Stress Test) 高加速應(yīng)力測試高加速應(yīng)力測試（不飽和蒸汽，不飽和蒸汽，80%R

3、H,主要用于主要用于BGA產(chǎn)品產(chǎn)品）Psi 磅磅/平方英寸平方英寸 英制壓力英制壓力1Psi=6.89x103pa1Pa=105bar=145x106psi3I. Preconditioning Test(預(yù)處理測試)To know the workability of Semiconductor devices after soldering.知道焊接后半導(dǎo)體元件的可使用性知道焊接后半導(dǎo)體元件的可使用性It simulates delivery from assembly house to customers plant and soldering on PCB.模擬從封裝廠到客戶處的運輸及

4、在線路板上的焊模擬從封裝廠到客戶處的運輸及在線路板上的焊接接Purpose of Precon Test(預(yù)處理測試的目的預(yù)處理測試的目的)4Procedure of Precon Test 預(yù)處理的程序預(yù)處理的程序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模擬在運輸?shù)娇蛻籼庍^程中的溫度變化模擬在運輸?shù)娇蛻籼庍^程中的溫度變化Simulate Drying Process of silica gel by dry pack模擬干燥劑烘干硅膠的過程模擬干燥劑烘干硅膠的過程Simulate Moisture Absorption in Production line模擬在生產(chǎn)線的受潮情況模擬在生產(chǎn)線的受潮情況Simulate Soldering Process模擬焊接過程模擬焊接過程Electrical Test 電測試電測試Non-Destructive Test using SAM使用

6、使用SAM無損測試無損測試Decision決定決定EXT. Visual INSP & O/S TestSAM InspectionElectrical Test電測試電測試NDT using SAMSAM無損探傷無損探傷5Moisture Sensitivity Levels 水分靈敏度水分靈敏度Level程度程度T&H Cond. 溫溫/濕濕度情況度情況( C/ %RH)Floor Life Time after Unpack開包后的滯留時間開包后的滯留時間12345685/85, 168 HRS85/60, 168 HRS30/60, 192 HRS30/60, 96 H

7、RS30/60, 72 HRS30/60, 6 HRSUnlimited 無限無限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小時小時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,那么此產(chǎn)品就做那么此產(chǎn)品就做MSL Level 3合適合適. 6Defects after Precon Test 預(yù)處理后的故障預(yù)處理后的故障1. Package Crack 封裝面的開裂封裝面的開裂2. Delamin

8、ation 分層分層3. Electrical Open/Short 開路開路/短路短路DELAMINATIONPKG CRACKPKG CRACKCHIP CRACK7Defects after Precon Test預(yù)處理后的失效預(yù)處理后的失效Die Top Delamination芯片頂部的分層芯片頂部的分層Die Crack芯片裂縫芯片裂縫Package Crack封裝面裂縫封裝面裂縫8II. Reliability Test 可靠性測試可靠性測試To know the workability of Semiconductor devices after Board Mounting

9、in Real Situations which can be induced by actual users知道在半導(dǎo)體元件固定到板后的可使用性及客戶可能引起的真實情況知道在半導(dǎo)體元件固定到板后的可使用性及客戶可能引起的真實情況 9Procedure of Reliability Test 可靠性測試的程序可靠性測試的程序T&H45eaHTS45eaT/C45eaT/S45ea(option)PCT45eaPRECON TEST預(yù)處理測試預(yù)處理測試HAST45ea101. Temperature Cycling test溫度周期測試溫度周期測試 Purpose of T/C溫度周期變

10、化測試的目的溫度周期變化測試的目的To know the durability of Semiconductor package resisting expansion and shrinkage by high and low temperature.知道半導(dǎo)體器件承受高知道半導(dǎo)體器件承受高/低溫沖擊下的膨脹和收縮能力低溫沖擊下的膨脹和收縮能力11Temperature Cycle Test 溫度周期測試溫度周期測試 Test Conditions 測試條件測試條件1)Temp : +150 / -65 deg.C 溫度：溫度： +150/-65攝氏度攝氏度2) Time : 15 min/

11、 zone 時間時間: 15分分/區(qū)間區(qū)間3) Read-out Point : 1000 cycle 讀取點：讀取點：1000次循環(huán)次循環(huán)Measurement 測量測量Open/Short Test 開短路測試開短路測試-65 CAir150 CAirT/C Chamber溫度周期變化測試箱溫度周期變化測試箱12Effects of T/C Test 影響溫度周期的因素影響溫度周期的因素EMCCu L/FCu L/FSILICON CHIP WIREEMCCu L/FCu L/FSILICON CHIP WIREExpansionShrinkage-65 CAir150 CAirT/C C

12、hamber13Failures after T/C Test 溫度周期測試后的失效溫度周期測試后的失效1)Open due to Bond Lift or Ball Neck Broken by the chip surface Delamination 芯片表面分層造成的結(jié)合翹起或瓶頸而導(dǎo)致的開路芯片表面分層造成的結(jié)合翹起或瓶頸而導(dǎo)致的開路2) Short due to Cracked Die 芯片裂縫造成的短路芯片裂縫造成的短路DELAMINATIONCHIP CRACK14Open Failure after T/C Test 溫度周期測試后的斷路溫度周期測試后的斷路Die Top D

13、elamination & Ball Neck Broken芯片頂部的分層及芯片頂部的分層及 焊球瓶頸處破裂焊球瓶頸處破裂DelaminationDelaminationBroken Neck152. Thermal Shock Test熱沖擊測試熱沖擊測試150 C Liquid-65 C LiquidTest Conditions 測試條件測試條件1)Temp : +150 / -65 deg.C 溫度：溫度： +150/-65攝氏度攝氏度2) Time : 5 min/ zone 時間時間: 15分分/區(qū)間區(qū)間?3) Read-out Point : 1000 cycle 讀取點

14、：讀取點：1000次循環(huán)次循環(huán)Measurement 測量測量Open/Short Test 開短路測試開短路測試?163. High Temp Storage Test高溫倉測試高溫倉測試Purpose of HTST高溫倉測試的目的高溫倉測試的目的To know the durability of Semiconductor package when exposed under the high temperature for long time.知道半導(dǎo)體器件長期暴露在高溫下的能力知道半導(dǎo)體器件長期暴露在高溫下的能力17High Temperature Storage Test高溫倉測試

15、高溫倉測試150 CN2 gasTest Conditions 測試條件測試條件1)Temp : 150 deg.C 溫度：溫度： 150攝氏度攝氏度2) Read-out Point : 1000 HRS 讀取點：讀取點：1000小時小時Measurement 測量測量Open/Short Test 開短路測試開短路測試18Effect of HTST影響高溫倉測試的因素影響高溫倉測試的因素1) This test accelerates a diffusion among Semiconductor materials by heat then makes Open failure. 測試

16、加速了半導(dǎo)體材料的溫度導(dǎo)致的開路測試加速了半導(dǎo)體材料的溫度導(dǎo)致的開路2) Crack can be occurred by heat. 溫度產(chǎn)生的裂縫溫度產(chǎn)生的裂縫19Open Failure after HTST高溫倉測試后的開路高溫倉測試后的開路KirkendallvoidEMCSi dieAuAlAl向向Au擴散擴散的速度比的速度比Au向向Al擴散的擴散的速度開，形速度開，形成成EMC Void204. Temperature & Humidity(T&H) Test溫度及濕度測試溫度及濕度測試Purpose of T&H Test溫度及濕度測試的目的溫度及濕度測

17、試的目的To know the durability of Semiconductor PKG under the high temp and humidity condition知道半導(dǎo)體器件高溫高濕下的能力知道半導(dǎo)體器件高溫高濕下的能力21Temperature & Humidity Test 溫度及濕度測試溫度及濕度測試Test Conditions 測試條件測試條件1)Temp : 85 deg.C 溫度：溫度：85 攝氏度攝氏度2) Humidity : 85 RH% 濕度：濕度： 85 3) Read-out Point : 1000 HRS 讀取點：讀取點：1000小時小

18、時Measurement 測量測量Open/Short Test 開短路測試開短路測試T&H Chamber溫度濕度測試爐溫度濕度測試爐22Effect of T&H Test影響溫度及濕度測試的因素影響溫度及濕度測試的因素1) Al bonding pad corrosion can be occur by the moisture which was absorbed through EMC than makes Open failure 由由通過通過EMC吸收的水汽造成吸收的水汽造成AL結(jié)合片腐蝕比開路造成的來的多結(jié)合片腐蝕比開路造成的來的多2) Short or Lea

19、kage can be occur by ion which moves through moisture inside package 水離子在器件內(nèi)部造成短路或者滲漏水離子在器件內(nèi)部造成短路或者滲漏Moisture23Failure after T&H Test溫度及濕度測試后的失效溫度及濕度測試后的失效Leakage by the Dendrite結(jié)晶造成的滲漏結(jié)晶造成的滲漏L/FL/FL/FL/FL/FEMCEMCEMCEMCL/FTape245. Pressure Cooker Test(PCT)高壓鍋測試高壓鍋測試Purpose of PCT高壓鍋測試的目的高壓鍋測試的目的

20、To know the existence of gap between EMC & L/F知道目前知道目前EMC和和L/F之間的差別之間的差別25Pressure Cooker Test高壓鍋測試高壓鍋測試PCTCHAMBER高壓鍋高壓鍋Test Conditions 測試條件測試條件1)Temp : 121 deg.C 溫度：溫度：121攝氏度攝氏度2) Humidity : 100 RH% 濕度：濕度： 1003)Pressure : 2 ATM 壓力：壓力：2ATM4) Read-out Point : 168HRS 讀取點：讀取點：168小時小時Measurement 測量測量Open/Short Test 開短路測試開短路測試26Aluminum bonding pad corrosion failure can be occur by the moisture which was penetrated through a gap between EMC and Lead Fra