塑封器件潮湿敏感定义 ?????? 由于塑料封装材料的非气密性,塑封器件在潮湿环境中容易吸收水汽。表面安装工艺(回流焊接)时,塑料封装体内吸收的水汽在高温条件下气化膨胀,引起器件封装分层或内部损坏等可靠性缺陷。具有该类吸潮特征的器件定义为潮湿敏感器件(msd)。 msd潮湿敏感特性的主要影响因素包括: a、封装因素: 封装体厚度和封装体体积; b、环境因素: 环境温度和环境相对湿度; c、暴露时间的长短。 备注: 1)、msd包括但不限于psmd。任何潮气可渗透材料封装的表面安装工艺器件均为msd。 2)、psmd潮湿敏感定义msd在表面回流焊接工艺时的高温暴露要求。采用其它非回流焊接工艺进行安装的msd,安装时如果器件封装体温度<200℃,可不在msd控制范围内。
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psmd(plastic surface mount device):塑料封装表面安装器件。 msd(moisture sensitive device):潮湿敏感器件。指非气密性封装的表面安装器件。 msl(moisture sensitive level):潮湿敏感等级。指msd对潮湿环境的敏感程度。 mbb(moisture barrier bag):防潮包装袋。mbb要求满足相应指标的抑制潮气渗透能力。 仓储寿命(shelf life):指干燥包装的潮湿敏感器件能够储存在没有打开的内部环境湿度符合要求的湿气屏蔽包装袋中的最短时间。 车间寿命(floor life):指湿度敏感器件从湿度屏蔽包装袋中取出或干燥储存或干燥烘烤后到过回流焊接前的时间。 制造商曝露时间(met):制造商烘烤完成至烤箱取出,到器件到达最终用户之前可能暴露到大气环境条件的最大累积时间。 干燥剂:一种能够保持相对低的湿度的吸收剂。
潮湿敏感器件分级要求 ??? 潮湿敏感等级(msl)定义 根据jedec j-std-020c 潮湿敏感器件分级标准要求,msl定义如下表:
table?1.?ipc/jedec?j-std-20?msl?classifications
soak?requirements
(
濕度環境要求
)
floor?life
(
車間時間
)
standard
(
標準
)
accelerated
(
加速
)
level
time
cond
°
c
/
%rh
time?(hrs)
cond
°
c
/
%rh
time?(hrs)
cond
°
c
/
%rh
1
unlimited
≦
30/85%
168
5/-0
85/85
n/a
n/a
2
1?year
≦
30/60%
168
5/-0
85/60
n/a
n/a
2a
4?weeks
≦
30/60%
696
5/-0
30/60
120
1/-0
60/60
3
我们在电路设计是首先都是以电路性能为主,但很多时候实际产品设计,稳定性和可靠性,往往是产品口碑的基石。选用的器件是关键的因素,很多产品都是使用好几年时间的,但我们不能等到若干年后再研究器件;我们必须增加施加的应力。施加的应力可增强或加快潜在的故障机制,帮助找出根本原因,下面我们从选用的芯片下手确保每个砖瓦的可靠性。
?????? 参考国内射频前端芯片原厂深圳芯百特的一些产品可靠性测试。
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芯片级预处理(pc) & msl试验
评估芯?在包装,运输,焊接过程中对温度、湿度冲击的抗性,仅对?封闭的封装(塑封)约束。模拟焊接过程?温产?内部?汽对内部电路的影 响,是封装可靠性测试前需要进?的测试
测试条件:msl-3, 30°c/60%rh, 192hrs reflow x3 at 260°c
参考标准:jesd22-a113、j-st020
高温老化寿命试验(htol)
芯片工作寿命试验、老化试验(operating life test),为利用温度、电压加速方式,在短时间试验内,预估芯片在长时间可工作下的寿命时间(生命周期预估)。
测试条件:125℃,而定电压,加信号,1000h
参考标准:jesd22-a108b
高温存储试验(htsl)
长期存储条件下,高温和时间对器件的影响,htsl不需要做pc预处理
加速寿命模拟测试——主要考验产品电气可靠性
?? 测试条件:125°c bake, 1000hrs
参考标准:jesd22-a103
温度循环试验(tc)
检测芯片是否会因为热疲劳失效,tc需要提前pc处理。
测试条件:-55°c~125°c (air to air), 1000 cycles
参考标准:jesd22-a104
温湿度偏压高加速应力测试
仅针对塑封,评估芯片长期存储条件下,评估非密封封装固态器件在潮湿环境中的可靠性。它是一种高加速试验。在不凝结的条件下利用温度和湿度来加速湿气通过外部保护材料(封装材料或密封材料)或沿着外部保护材料和通过它的金属导体之间的界面渗透实验前无需pc处理
试验条件:130℃,85%rh,230kpa大气压,96hour, vccmax
参考标准:jesd22-a118
温湿度无偏压高加速应力测试(uhast)
仅针对塑封,评估非密封封装固态器件在潮湿环境中的可靠性。它是一种高加速试验。在不凝结的条件下利用温度和湿度来加速湿气通过外部保护材料(封装材料或密封材料)或沿着外部保护材料和通过它的金属导体之间的界面渗透。不采用偏置,以确保可能被偏置掩盖的失效机制能够被发现,实验前需要需要提前pc处理。
试验条件:130℃,85%rh,230kpa大气压,96hour
参考标准:jesd22-a118
温湿度实验
评估产品在高温,高湿条件下对湿气的抵抗能力,加速其失效进程。
试验条件:85℃,85%rh,1000小时
参考标准:jesd22-a101
静电测试 ( esd)
主要测试hbm模式和cdm模式
hbm(human-body model)模拟人体带电接触器件放电发生的静电放电模型
cdm(charged device mode)模拟器件在装配、传递、测试、运输及存储过程中带电器件通过管脚与地接触时,发生对地的静电放电模型
通过这8项测试的芯片,稳定性和可靠性都有了保证,当前有几个wifi模组采用芯百特的fem cb5717在做生产,已经连续出货800k以上,生产相当稳定,不良率确实也非常低。
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