预处理试验(preconditioning):预处理试验是为了评估器件在包装,运输,贴片过程中的承受能力。通过试验还可以得到器件的湿度敏感度等级MSL(参照标准:J-STD-020C)和回流焊敏感度等级(参照标准J-STD-020D)。
1. MSL测定的流程是:
(1) 良品IC 进行SAT,确认没有脱层的现象。
(2) 将IC烘烤,以完全排除湿气。
(3) 依MSL等级加湿。
(4) 过 IR-Reflow 3次 (模拟 IC 上件,维修拆件,维修再上件)。
(5) SAT 检验是否有脱层现象及 IC 测试功能。
若能通过上述测试, 代表 IC 封装符合 MSL 等级。
MSL的分类有8级,具体如下:
1级-小于或等于30°C/85% RH 无限车间寿命
2级-小于或等于30°C/60% RH 一年车间寿命
2a级-小于或等于30°C/60% RH 四周车间寿命
3级-小于或等于30°C/60% RH 168小时车间寿 命
4级-小于或等于30°C/60% RH 72小时车间寿命
5级-小于或等于30°C/60% RH 48小时车间寿命
5a级-小于或等于30°C/60% RH 24小时车间寿命
6级-小于或等于30°C/60% RH 72小时车间寿命(对于6级,元件使用之前必须经过烘焙,并且必须在潮湿敏感注意标贴上所规定的时间限定内回流)
2. 回流焊敏感度等级的测试流程如下图
3. 测试设备
(1)回焊炉
设备参数:
温度范围:室温~400℃
加热温区:上10/下10
温度精度:±1℃
常规温度:245℃//260℃
炉温测试仪
通道数:10 通道
测温精度:±1℃
(2)温度循环试验机(TCT)
设备参数:
设备能力:
-75 ℃~250 ℃
常规条件:
1.-65℃~150℃, Dwell=20 min
2.-55℃~150℃, Dwell=20 min
预处理可造成的失效模式有:焊料流出,分层,表面平整度的变化,内部封装裂纹,爆米花间隙,外部封装裂纹,焊球裂纹,焊线断裂,焊点脱离,焊球颈部断裂,键合断裂,die裂纹。
环境测试失效案例: