电子可靠性考评
半导体封装工程师之家 2025-05-06

一、消费电子领域可靠性考评项目


消费电子对封装可靠性的要求相对适中,重点关注温度循环、湿热环境及机械应力等常见场景。

  1. 温度循环测试(TCT)

  • 测试条件:-40℃↔125℃或-55℃↔85℃,循环500~1000次(依JEDEC JESD22-A104标准)

  • 判定标准:测试后无开路/短路,电阻变化率≤10%

  • 失效机制:界面分层、焊点裂纹、金属层位移

  • 高温高湿反偏测试(THB)

    • 测试条件:85℃/85% RH,施加额定偏压1000小时

    • 判定标准:漏电流激增或功能失效即判为不合格。

    • 失效机制:铝腐蚀、湿气渗透导致金属线路腐蚀

  • 高压蒸煮测试(PCT)

    • 测试条件:121℃、100% RH、2 atm,持续96小时

    • 判定标准:封装无分层、塑封材料无膨胀或开裂。

    • 失效机制:湿气渗透引发的化学腐蚀

  • 机械应力测试(振动/跌落)

    • 振动测试:频率10~2000Hz,加速度5~20G,持续数小时

    • 跌落测试:1~1.2米高度自由跌落,模拟运输冲击

    • 判定标准:焊点无断裂,电气性能正常。


    二、车载电子领域可靠性考评项目


    车载电子需满足车规级标准(如AEC-Q101),测试条件更严苛,涵盖极端温度、高湿、高压及长期稳定性。

    1. 高温反偏测试(HTRB/HV-H3TRB)

    • 测试条件:150℃、反向偏压(常规100V,加严至960V),持续1000小时

    • 判定标准:漏电流或阈值电压漂移≤10%

    • 失效机制:栅氧击穿、界面离子迁移

  • 功率温度循环测试(BLR)

    • 测试条件:-40℃↔125℃循环2600次,间歇施加工作电压

    • 判定标准:焊点无疲劳断裂,封装无分层。

    • 典型应用:发动机控制单元等安全关键部件

  • 高加速应力测试(HAST)

    • 测试条件:130℃、85% RH、2.3 atm,施加偏压96小时

    • 判定标准:无腐蚀或塑封异常,功能正常。

    • 失效机制:电偶腐蚀、湿气侵入导致线路短路

  • 板级可靠性测试(BLR)

    • 测试内容:结合温度循环(-55℃↔150℃)与间歇运行寿命测试,模拟PCB焊接后的长期稳定性

    • 判定标准:焊点强度≥5N,共面性误差≤50μm(BGA封装)

  • 预处理测试(Precon)

    • 测试流程:吸湿(MSL等级测试)→回流焊(峰值温度260℃)→检查爆米花效应

    • 判定标准:内部无分层或裂纹,电气参数符合要求


    三、条件判定与标准对比



    四、行业标准与认证


    • 消费电子:JEDEC(如JESD22-A104)、IPC(焊点可靠性)57

    • 车载电子:AEC-Q101(分立器件)、AEC-Q100(集成电路)、ISO 26262(功能安全)


    通过上述测试项目与条件对比可见,车载电子在温度范围、循环次数、湿度压力及机械强度等方面要求显著高于消费电子。企业在设计封装时需结合应用场景选择适配的测试方案,并参考行业标准优化工艺参数,以确保产品在全生命周期内的可靠性。


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