待完（wán）成（chéng）芯片的封裝以後，需要對產品進行可（kě）靠（kào）性方麵的測（cè）試，以保證在（zài）長期使用中的可（kě）靠性。可靠性實（shí）驗在封裝中由（yóu）Precon和（hé）Long term Test兩（liǎng）部分組成。
    1、可靠性測試項目簡介
    1.1 Precon介紹

    又稱MRT,是用來模擬芯片從（cóng）運輸到（dào）上板的整個流程(圖5-1)。

    (1) TEMP Cycle Test
    TC的條件是-55℃~125℃,5個周期;用（yòng）來模擬芯片運輸過程中高低溫的（de）變化，尤其是針對空運。
    (2) Dry Bake
    Dry Bake的條件是125℃下儲（chǔ）存24小時（shí），用（yòng）來模擬為芯片打（dǎ）包過程中的高溫狀（zhuàng）況。
    (3) Temp&Humidity Test

    T&H的條件分為6級，用來模擬芯片在生產過程中環境溫度和（hé）濕度，通常（cháng）我們使用Level3 (表5-1)。

    (4) IR Reflow

    IR Reflow的條件是在在240度的烘箱內過（guò）三遍，用（yòng）來模擬芯片在做SMD時的狀況(圖5-2)。

    (5) O/S Test
    O/S Test 是用來測試芯片內部短路開路情況，因為用來做MRT的芯片都是（shì）通過初期電性能測試的，所（suǒ）以O/S測試用來驗證（zhèng）MRT的條件會不會有因為封裝造（zào）成的失效。
    (6)SAM

    SAM也叫SAT,是用超聲波來做斷（duàn）層掃描的一種檢測方法，利用超聲波在不同表麵會造成反射的原理(圖5-3)，可（kě）以檢測到材料中的不同材料之間斷層等等，在BGA封（fēng）裝（zhuāng）中可以檢測銀（yín）漿（jiāng）空洞(EpoxyVoid),環氧樹脂（zhī）空洞(MoldVoid)，樹（shù）脂與芯片之（zhī）間（jiān）的斷（duàn）層( Delamination)等等。

    SAT根（gēn）據觀測手段分為A SCAN,B SCAN,C SCAN和TSCAN.本實驗內用到C SCAN。

    1)A SCAN:由於材（cái）料之間會發生反（fǎn）射，將示波器的到反射的波形來和正常波形進行對比（bǐ），來判斷在（zài）什麽（me）位置發（fā）生問題(圖5-4)。

    2)B SCAN:在元器件的垂直方向做切片式掃描。

    3)T SCAN:與A SCAN相反，T SCAN利用另一個探頭接受穿透後的超聲波（bō），轉化（huà）成電信號來（lái）分析(圖5-5)。

    4)C SCAN:元器件的水平方向做切片式掃描（miáo），C SCAN是（shì）我們此次試（shì）驗中需要用到的。
    進（jìn）行CSCAN時，需要首先將超聲波的能量焦點置於需（xū）要（yào）檢查的位置，即固定（dìng）的水平麵，啟動描後探頭對整個元器件進行逐行掃描，原理仍然是不同物體間的反射，整個過程（chéng）結束後，計算機自動合成結果，但是需要人工判斷缺陷(圖5-6)。

    C SCAN是精確的空洞（dòng），斷層等缺陷的分（fèn）析方法。

    1.2耐久性實驗介紹(Long Term Test )

    耐久性實驗既是芯片的（de）老化試驗,浴盆曲線代表了半導體器件的失效分（fèn）布和時間的關係，48小時內的前期失效是屬於潛在的質量問題，在48小（xiǎo）時到106小時內是失效率（lǜ）相對較低的，106 小時後（hòu）屬於老化（huà）失（shī）效(圖5-7)。所以，根據芯片的不同用途，耐久性實驗也分為不同的級別，如下圖: 

    對於不同的芯片（piàn）封裝結構（gòu），用途等考量，試驗者會選取具有針對（duì）性的可靠性測試的項目，我們此次隻是金線更換銅線的線材（cái）更換試驗，所（suǒ）以根據查閱公司規範文件，需要做的可靠性測試是MRT,TC和HTS，可選項HAST,如下表5-1:

    以下針對（duì）高低溫測試(TC)，高溫存儲測試(HTS)，高壓潮氣測試(HAST)  三種測試做一個簡單的（de）介紹。
    (1)高（gāo）低溫衝擊測試(Temp Cycle Test)
    半導體器（qì）件工作和不工作的（de）溫（wēn）度相差比較大，TC測試用來測（cè）試芯片本身由（yóu）於熱（rè）脹（zhàng）冷（lěng）縮導致的材料間分層（céng），根本（běn）原因是（shì）由於不同材料的熱膨脹係數不（bú）同。
    TC的測試條件是:
    1)溫度: -65℃~150℃
    2)時間: 15Min/區間

    3) 1000 Cycle

    T/C以後的失效模式主要是Open/Short的失（shī）效。

    1) Open 的失效來源於EMC與（yǔ）芯（xīn）片表麵分層導（dǎo）致的焊球脫離或焊線斷裂(圖5-9)。

    2) Short 的失效（xiào）來源於Chip Crack (圖5-10)。

    (2)高溫存儲（chǔ）測試(High Temp Storage Test )

    半導體器件（jiàn）持續運行的（de）問題很高，高溫會加速一些（xiē）材料間的分子級別的（de）擴散,主要集中在焊（hàn）球和焊（hàn）盤（pán）之間，由於擴散速度不同的加速，導致（zhì）產（chǎn）生Kirkendall空洞，嚴重者會造成焊點分離(圖5-11)。

    HTS的測試條件是:
    1)溫度: 150℃
    2)時間: 1000hrs
    HTS以後主要的失效模式（shì）是Open失效。
    (3)高壓潮氣測試(Highly Accelerated Stress Test)
    芯片在使用過程中會遇到不同的外部環境，HAST測試既是模擬了芯片（piàn）(通常是商用和民用)會遇到的高壓（yā）高濕度（dù）的環境。
    潮氣在高（gāo）溫的作用下（xià）會滲透進封裝（zhuāng）內部，和芯片內（nèi）的金屬（shǔ）發生（shēng）氧化反應，造成一定的破壞。
    HAST的測試條件是:
    1)溫度: 130℃ 
    2)濕度: 85%
    3)時間（jiān）: 168hrs
    HAST的主要失效模式是Open/Short。

    1) Open 主（zhǔ）要是潮氣對焊盤的腐蝕，造成了虛焊(圖5-12)。

    2) Short 主要是由於潮氣的滲入，造成了EMC內部有漏電(圖5-13)。

    1.3銅線封裝的可靠性測試流程
    芯片封裝的（de）可靠性測試流程通常是Precon+Long Term Test， 通過Precon測試的芯片將繼續進行耐（nài）久性的測試。

    芯片（piàn）測試數量的選取按照（zhào）客戶（hù）對於芯片（piàn）可靠性等級的要求來（lái）確（què）定（dìng），通常是SQB評估(Qual Level B)，所以必須設（shè）置3個實驗（yàn）組，每個實驗組的數量是22+3x77=253 (表（biǎo）5-2)。

    (1) MRT的條件

    MRT的條件如下表5-3:

    (2)Long Term的條件

    Long Term的條件如（rú）下表5-4: