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關于CSP跌落試驗,其采用的方法與原來使用充填料來支撐整個封裝體的FC相同這時所承受的主要是跌落時的沖擊力,其關系為:
F=M*2H/D M-部材質量 H-跌落高度 D-停止距離
這里,控制好沖撞后的移動距離是重要因素,通過插入橡膠性的彈性體,使其保持柔量、或不使用無空隙的組裝方式,提高封裝體質量等,是抵抗由沖擊力產生損壞的有效方法。
電氣環境試驗
針對布線設計精細化的CSP.Fc,經高溫高濕測試(HHBT)會發生電化學遷移,如產生樹枝狀晶體和依賴電流密度與溫度的電遷移,或是由熱應力形成的應力遷移造成斷線等不良,這是在原來以芯片布線為主體而執行的熱環境試驗時所沒有的,對此需對包含封裝材料在內的諸因素進行綜合分析。(見下表)
表 遷移的因素
名 稱 | 現象 、 | 加速因‘素 |
電化學遷移 | 由樹枝狀晶體造 成短路 | 吸濕、溫濕度、附加電壓、端子間距、離 子性不純物 |
電遷移 | 斷線(布線) | 布線部的高電流密度、芯片周圍高 溫、功率負荷 |
應力遷移 | 斷線(布線) | 線過狹、布線保護膜應力大、操作中受 熱程度、溫度太高 |
環境檢測方法、條件的評價標準
對MlL—SPEC的評價
按照試驗條件的規定,MIL標準的要求是相當嚴格的,如除開軍用基本上可被大多數產品所接受。關于封裝要求的MIL—STD一883,雖然其規定的試驗內容要求很高,但隨著微電子組裝器件的不斷發展,有必要對其適用性重新評價,特別是對于陶瓷類封裝、有機玻璃基板遷移溫度和焊料融點等適用性能需重新探討。在有機材料場合,由溫度范圍其破壞模式是不同的,寬溫度范圍的破壞多發生于樹脂基板,窄溫度范圍支配著焊料的疲勞斷裂,溫度范圍不聲的不良模式也不同。按原來QFP的PCT試驗判別基準,實際上不存在高壓環境,樹脂材料在高壓下的動態和常壓下的動態有什么差異,應該設定合理的檢測條件。
原使用的基板標準與MIL規定的代號可能不一致,但MIL—STD一883是有針對性的適用標準,對CSP封裝體來說同樣可以使用。組裝合成性質的有機基板,由基材間雙金屬效果而產生的變形,對可靠性會造成一定的影響,這是需要進行研究的項目之一。
加速試驗的意義
bga·CSP·FC的封裝形式都帶有球形的焊球端子,使用時必須考慮到焊料的蠕變特性,以金屬材料的絕對溫度作比較,使用溫度與溶點之比超過1/2時即會產生蠕變性質。例共晶焊料,常溫時為2980K.活性系數0.65,成高溫狀態時較好,在最高試驗溫度125℃,這個值將在到O.87,不在通常的使用條件下,對焊料來說屬過酷的使用條件。同樣,不經過充分的試驗,只通過溫度循環和在高溫一側的保持時間所得到的破壞模式與現實中是不同的。用溫度循環來測算壽命,在溫度范圍超出100℃時,不能忽視其蠕變性質,其中保持時間的多少和所有溫度等級對試驗壽命有較大的影響?,F實中,采用高溫保管方式很難說明問題,而通過試驗來推算壽命,這個方法也不一定確切,只有根據實際使用條件,再加上低溫狀態下的蠕變因素,展開其壽命的研究,才可以獲得更長的使用壽命。
高強度材料的疲勞特性在使用環境中可以忽視,但對焊料類軟金屬所具溫度依存性強的材料而言,其疲勞特性是不可忽視的,這也是真正理解加速試驗的根本意義。