Experimentelle Untersuchung einer Temperaturwechselprüfkammer in integrierten Schaltungen
Die Temperaturwechselprüfung integrierter Schaltkreise ist ein Umwelttest, der die einwandfreie Funktion eines Produkts durch wiederholte Zyklen in Umgebungen mit wechselnden hohen und niedrigen Temperaturen überprüft. Das Testprinzip beruht darauf, dass sich ein Produkt innerhalb eines festgelegten Temperaturbereichs durch thermische Ausdehnung und Zusammenziehung abwechselnd ausdehnt und zusammenzieht, was zu thermischer Spannung und Dehnung führt.
Um die Auswirkungen schneller Temperaturänderungen auf integrierte Schaltkreise zu untersuchen, verwenden wir ein Temperaturwechsel-Prüfkammer Durchführung von Temperaturwechseltests. Der wichtigste Testinhalt ist wie folgt:
Testausrüstung: Temperaturwechsel-Prüfkammer
Testbedingungen: -65 °C bis 150 °C, Übergangszeit zwischen hoher und niedriger Temperatur jeweils 15 Minuten, Temperaturänderungsrate ca. 14,3 °C/min. Die Dauer der hohen und niedrigen Temperaturen betrug jeweils 15 Minuten. Die elektrischen Parameter wurden alle 100 Zyklen geprüft und bestätigt.
Die Testmuster sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
| Produkt | Material | Dimensionsdaten | Elastizitätsmodul (N/mˆ2) | Wärmeausdehnungskoeffizient (10⁻⁶/°C) | Chipdicke (µm) |
| CW7388CZ-1 | Formmasse | KH9100/22mm | / | 37 | 300 |
| Chip | 4,38 * 4,93 mm | / | 2.6 | ||
| Erdungsdraht (CU) | 38 µm | 1,27E+11 | 16.7 | ||
| CW7388CZ-2 | Formmasse | EMG400/22mm | / | 26 | 300 |
| Chip | 4,38 * 4,93 mm | / | 2.6 | ||
| Erdungsdraht (CU) | 38 µm | 8,1E+10 | 14.2 | ||
| CS2003CB-1 | Formmasse | EME-G630AY/10mm | / | 47 | 300 |
| Chip | 1,74 * 0,97 mm | / | 2.6 | ||
| Erdungsdraht (CU) | 25 µm | 1,27E+11 | 16.7 | ||
| CS2003CB-2 | Formmasse | CEL-8240/10mm | / | 30 | 300 |
| Chip | 1,74 * 0,97 mm | / | 2.6 | ||
| Erdungsdraht (CU) | 25 µm | 7,8E+10 | 14.2 |
Die experimentellen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle dargestellt:
| Produkt | Erwartete Lebensdauer der Lötverbindung M | Erwartete Chip-Lebensdauer Nf | Tatsächliche Ausfalllebensdauer Nf | Anzahl der Ausfälle |
| CW7388CZ-1 | 2953 | 341 | 300 | 2 |
| CW7388CZ-2 | 8810 | 877 | 1000 | 3 |
| CS2003CB-1 | 1516 | 2039 | 1800 | 2 |
| CS2003CB-2 | 4522 | 6591 | 4200 | 4 |
Testergebnisse:
Die Testergebnisse zeigen, dass bei großen Chips die geschätzte Lebensdauer in Diagonalrichtung kürzer ist als die Lebensdauer der Lötstellen, während bei kleinen Chips das Gegenteil der Fall ist. Die tatsächliche Lebensdauer entspricht den berechneten Ergebnissen. Die Analyse der defekten Proben zeigt, dass die defekten CW7388-Proben tatsächlich alle diagonal beschädigt waren, während die Ausfälle der CS2003-Proben alle auf Lötstellenbrüche oder -ablösungen zurückzuführen waren. Der Zustand der defekten Proben ist in der folgenden Abbildung dargestellt:
Zusammenfassung:
Temperaturwechseltests sind ein unverzichtbarer Bestandteil der Zuverlässigkeitsprüfung integrierter Schaltungen. Da es sich jedoch um zerstörende Prüfverfahren handelt, müssen die Testbedingungen den Produktspezifikationen entsprechen. Insbesondere bei der Zuverlässigkeitsprüfung ist darauf zu achten, Überbeanspruchung und die Entstehung neuer Ausfallmechanismen zu vermeiden. Daher müssen die Produktparameter während der Prüfung genau bekannt sein, und die Anzahl der Temperaturwechsel sollte nicht zu hoch sein, um Materialermüdung zu verhindern.
Bei Fragen zur Zuverlässigkeitsprüfung integrierter Schaltungen wenden Sie sich bitte an die zuständigen technischen Mitarbeiter von Huanyi Instruments.