塑封器件具有體積小、重量輕、成本低、電氣性能優良的特點。在發達國家,塑料包裝器件的發展早已成熟,取代陶瓷包裝器件的趨勢已經確立。發達國家在很多年前就已經成功地將塑封器件應用到很多軍用電子設備上。然而,在我國,由于缺乏軍用塑封器件生產線,國內工業塑封線不能全滿足軍用標準,特別是在高溫高濕環境試驗后,塑封電路在超聲波檢測中的分層現象尤為嚴重。因此,雖然塑封器件有很多優點,但短時間內不可能在我國軍用電子元器件領域大規模用塑封器件替代陶瓷封裝電子元器件。
1.測試樣品的預處理
我們選取了不同封裝形式、不同封裝廠商、不同芯片面積、不同載板率的1#、2#和3#塑封器件進行HAST測試。三種器件封裝形式、封裝廠商、芯片面積與載體面積之比的具體參數如表1所示。
根據GJB 7400的要求,對上述三種工業級塑封器件進行如下測試:首先對1#、2#、3#三種塑封器件進行篩選(包括溫度循環、老化、電氣測試、X射線和超聲波測試等。,共10余項)。篩選完成后,根據GJB的說法,選出22條合格線路1#、2#和3#。
700的D4分組測試需要預處理測試(包括:125℃烘烤24h,60℃60% RH濕浸測試40h,回流焊,清洗,烘干)。預處理后,對上述三個塑封電路的電氣參數進行測試,測試結果均合格(即預處理時未發現故障)。
2.HAST測試步驟和結論
(1)在130℃和85% RH 85% RH 100小時下進行HAST試驗
首先,對預處理后的電路進行130℃和85% RH 85%RH 100h的強加速穩態濕熱試驗。測試了電路在130℃和85% RH 85%RH 100h HAST下的電參數。電路的電氣參數全部合格,與試驗前相比無可見變化。
以上電路超聲波檢測結果顯示:1號、2號合格,無脫層現象。3號中約95%的器件有可見嚴重的脫層現象。圖1和圖2顯示了HAST測試前后三種塑料封裝器件的超聲波照片。從圖2中可以可見觀察到,3#試驗后出現了大面積的分層。
(2)在130℃和85%相對濕度下進行500小時的HAST試驗
對于在100小時的強加速穩態濕熱測試之后沒有分層的電路1#和2#繼續進行500小時的HAST測試。測試后,電路的電氣參數全部合格,超聲波測試結果顯示沒有發現可見的分層現象。
簡而言之,由結果表明,經過100h HAST測試,三種工業級塑封器件的電參數均合格,無功能失效,1#和2#無可見分層現象。但3號出現了大量電路分層,說明國內工業塑封生產線還不能全滿足軍用級的要求。按照國軍標要求進行可靠性試驗后,雖然電路的電氣參數滿足指標要求,但分層帶來的可靠性問題將極大地影響工業塑封器件在軍事領域的應用。
