芯片封装可靠性测试

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信息概要

芯片封装可靠性测试是评估电子元器件在极端环境、长期使用及复杂工况下性能稳定性的关键环节,涵盖热力学、电学、机械和化学等多维度检测。该类检测通过模拟实际应用场景中的温度、湿度、振动等应力条件,验证封装结构的耐久性、互联完整性及材料抗老化能力,有效预防因封装失效导致的系统故障,对航空航天、汽车电子、医疗设备等高可靠性领域尤为重要。

检测项目

  • 温度循环试验:评估芯片在-65℃~150℃交替温变下的结构稳定性
  • 机械冲击试验:模拟运输或使用中瞬时冲击对焊点及封装体的影响
  • 高温贮存试验:检测150℃环境下长期存储后的材料性能退化
  • 湿热试验:验证高湿度(95%RH)条件下金属化腐蚀与绝缘失效风险
  • 盐雾试验:分析氯离子渗透对镀层及键合界面的腐蚀效应
  • 静电放电测试(ESD):评估器件抗静电击穿能力(HBM/CDM模型)
  • 稳态寿命试验:持续高温偏压下监测电参数漂移与失效模式
  • 功率容量测试:确定瞬态功率负载下的瞬烧阈值与热管理能力
  • 金丝键合力测试:量化键合点机械强度(≥7g)
  • 焊接附着力测试:测量焊盘与基板界面剥离强度(≥0.5kg/mm²)
  • 振动疲劳测试:模拟长期振动环境对封装结构完整性的影响
  • 高加速寿命试验(HALT):多应力叠加加速暴露潜在缺陷
  • 电迁移测试:评估金属布线在电流应力下的原子迁移失效
  • 热阻测试:量化封装体热传导性能与散热效率
  • 绝缘电阻测试:验证高低压电路间绝缘性能(≥100MΩ)
  • 介电强度测试:检测封装介质层耐高压击穿能力(≥500V)
  • 介电常数与损耗测试:评估高频信号传输质量
  • 信号完整性测试:分析高速信号传输中的串扰与衰减特性
  • 微波传输性能测试:测定5-25GHz频段插入损耗与回波损耗
  • X射线检测:非破坏性检查内部引线键合与空洞缺陷

检测范围

  • 球栅阵列封装(BGA)
  • 芯片尺寸封装(CSP)
  • 四侧引脚扁平封装(QFP)
  • 塑料引线芯片载体(PLCC)
  • 系统级封装(SiP)
  • 晶圆级封装(WLP)
  • 三维堆叠封装(3D IC)
  • 微机电系统封装(MEMS)
  • 扇出型封装(Fan-Out)
  • 陶瓷双列直插封装(CERDIP)
  • 金属壳封装(TO系列)
  • 塑封功率模块(IPM)
  • 玻璃通孔中介层(Glass TSV)
  • 倒装芯片封装(Flip Chip)
  • 多芯片模组(MCM)
  • 层叠封装(PoP)
  • 板级封装(COB)
  • 射频前端模块(RF FEM)
  • 高温共烧陶瓷基板(HTCC)
  • 低温共烧陶瓷基板(LTCC)

检测方法

  • 加速寿命试验(ALT):通过提高温度/湿度加速失效机制
  • 热冲击液浸法:液氮与高温液体交替实现快速温变
  • 扫描声学显微镜(SAT):检测分层与内部裂纹
  • 红外热成像:定位过热点与热分布异常
  • 四探针法:测量金属层电阻率与接触电阻
  • 拉力剪切测试:量化焊点机械强度
  • 聚焦离子束(FIB):微区截面分析与缺陷定位
  • 能量色散X射线谱(EDS):材料成分与污染物分析
  • 时域反射计(TDR):传输线阻抗匹配检测
  • 气密性氦质谱检漏:验证封装密封性能
  • 原子力显微镜(AFM):表面粗糙度与形貌表征
  • 电迁移加速模型:Black方程评估电流密度影响
  • 振动频谱分析:识别共振频率与结构疲劳点
  • 介电势垒测试:高压击穿特性分析
  • 同步热分析(TGA/DSC):材料热稳定性与相变研究

检测仪器

  • 高低温试验箱
  • 振动试验台
  • 盐雾试验箱
  • 静电放电模拟器
  • 热阻测试仪
  • 扫描电子显微镜(SEM)
  • X射线检测系统
  • 超声波扫描显微镜
  • 红外热像仪
  • 拉力试验机
  • 绝缘电阻测试仪
  • 网络分析仪
  • 高频信号发生器
  • 功率分析仪
  • 质谱检漏仪

结语

以上是关于芯片封装可靠性测试的介绍,如有其它问题请 联系在线工程师

 
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