Estudo experimental de câmara de teste de ciclagem térmica em circuitos integrados
O teste de ciclagem térmica de circuitos integrados é um teste ambiental que verifica o funcionamento normal de um produto, submetendo-o a ciclos repetidos em ambientes com temperaturas alternadas, altas e baixas. O princípio do teste baseia-se no fato de que, quando um produto opera em ciclos dentro de limites de temperatura superior e inferior predefinidos, a expansão e a contração térmica causam expansões e contrações alternadas, resultando em tensão e deformação térmica.
Para investigar os efeitos de mudanças rápidas de temperatura em circuitos integrados, utilizamos um Câmara de teste de ciclagem de temperatura Realizar testes de ciclagem térmica. O conteúdo principal do teste é o seguinte:
Equipamento de teste: Câmara de teste de ciclagem de temperatura
Condições de teste: -65 °C a 150 °C, tempo de transição entre as temperaturas alta e baixa de 15 minutos, taxa de variação de temperatura de aproximadamente 14,3 °C/min. Cada período de transição entre as temperaturas alta e baixa durou 15 minutos. Os parâmetros elétricos foram testados e confirmados a cada 100 ciclos.
As amostras de teste são apresentadas na tabela abaixo:
| Produto | Material | Dados dimensionais | Módulo de elasticidade (N/m²) | Coeficiente de expansão térmica (10⁻⁶/°C) | Espessura do chip (µm) |
| CW7388CZ-1 | Composto de moldagem | KH9100/22mm | / | 37 | 300 |
| Chip | 4,38 * 4,93 mm | / | 2.6 | ||
| Fio de ligação (CU) | 38um | 1,27E+11 | 16,7 | ||
| CW7388CZ-2 | Composto de moldagem | EMG400/22mm | / | 26 | 300 |
| Chip | 4,38 * 4,93 mm | / | 2.6 | ||
| Fio de ligação (CU) | 38um | 8,1E+10 | 14.2 | ||
| CS2003CB-1 | Composto de moldagem | EME-G630AY/10mm | / | 47 | 300 |
| Chip | 1,74 * 0,97 mm | / | 2.6 | ||
| Fio de ligação (CU) | 25 µm | 1,27E+11 | 16,7 | ||
| CS2003CB-2 | Composto de moldagem | CEL-8240/10mm | / | 30 | 300 |
| Chip | 1,74 * 0,97 mm | / | 2.6 | ||
| Fio de ligação (CU) | 25 µm | 7,8E+10 | 14.2 |
Os resultados experimentais são apresentados na tabela abaixo:
| Produto | Vida útil esperada da junta de solda (em metros) | Vida útil esperada do chip Nf | Vida útil real em caso de falha Nf | Número de falhas |
| CW7388CZ-1 | 2953 | 341 | 300 | 2 |
| CW7388CZ-2 | 8810 | 877 | 1000 | 3 |
| CS2003CB-1 | 1516 | 2039 | 1800 | 2 |
| CS2003CB-2 | 4522 | 6591 | 4200 | 4 |
Resultados dos testes:
Os resultados dos testes mostram que, para chips de grande porte, a vida útil estimada na diagonal é menor que a vida útil da junta de solda, enquanto para chips pequenos, ocorre o oposto. O desempenho real da vida útil corresponde aos resultados calculados. A análise das amostras com falha mostra que as amostras CW7388 com falha foram de fato todas danificadas nas posições diagonais, enquanto as falhas do CS2003 foram todas devido à quebra ou desprendimento da junta de solda. A condição de falha das amostras com falha é mostrada na figura a seguir:
Resumo:
O teste de ciclagem térmica é uma parte indispensável do teste de confiabilidade de circuitos integrados. No entanto, a ciclagem térmica é um teste destrutivo e as condições de teste devem ser compatíveis com as especificações de projeto do produto. Especialmente durante a triagem de confiabilidade, deve-se ter muita atenção para evitar sobrecarga e o desenvolvimento de novos modos de falha. Portanto, os parâmetros de projeto do produto devem ser compreendidos durante a triagem e o número de ciclos térmicos não deve ser excessivo para evitar falhas por fadiga.
Para quaisquer dúvidas relacionadas a testes de confiabilidade de circuitos integrados, consulte a equipe técnica da Huanyi Instruments.