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02 可靠性试验-资料_图文

第八章 可靠性试验与失效分析技术
可靠性试验

本次课主要内容
? 1 可靠性试验的基本内容 ? 2 热疲劳试验方法——温度循环 ? 3 振动试验 ? 4 跌落试验 ? 5 高温储存试验 ? 6 湿热试验 ? 7 电迁移试验 ? 8 HALT和HASS

1 可靠性试验的基本内容
? 焊点可靠性试验的项目或内容要根据焊点 的主要失效模式及可能遇到的环境应力来确定。 焊点所在设备的运输、储存、使用环境和使用 条件,决定了焊点可能遇到的主要应力,焊点 的可靠性又因为这些应力的影响而逐渐降低, 或者说这些应力更容易导致焊点失效。可靠性 试验就是选择这些应力来进行的,考虑到试验 的时间及成本,因此,试验又必须针对焊点的 主要失效模式并且采用加速应力试验的方法才 可以满足要求。

1.1 应力类型与失效模式

热应力

热疲劳断裂 蠕变断裂

1.2 焊点的可靠性试验标准
? IPC-SM-785 Guidelines for Accelerated Reliability Testing of Surface Mount Attachments 表面安装焊接件 加速可靠性试验导则
? IPC-9701 Performance Test Methods and Qualification Requirements for Surface Mount Solder Attachments 表面安 装焊件性能试验方法与鉴定要求
? IPC-TM-650 Test Methods Manual 实验 方法手册

1.3 主要的可靠性试验方法

2 热疲劳试验方法——温度循环

2.1 温度循环

3 振动试验

4 跌落试验

5 高温储存试验
? 高温储存主要用来考查产品在储存条件下,温度 与时间对产品可靠性的影响。对于焊点而言,经常会 遇到高温的储存与使用环境,高温对焊点的影响主要 体现在促使焊点界面金属间化合物的生长。金属问化 合物长厚的同时,可能还会产生Kirkendall空洞,这 时焊点的强度就会下降。也就是说,高温应力可以导 致焊点老化或早期失效。
? 目前还没有专门针对焊点高温试验的试验标准, 一般焊点高温试验条件的选择可以参考JEDEC的标准 JESD 22-A103-2019(High Temperature Storage Life高温储存寿命试验)

6 湿热试验
? 湿热试验的目的是确定焊点在高温、高湿或有温 度、湿度变化的情况下工作或储存的适应性。焊点是 一个由焊盘、引线脚及焊料等不同材料组成的统一体, 高温、高湿的同时作用,水分会在高温的推动下不断 扩散、吸附、溶解,会促使焊点及其周围发生化学或 电化学反应,导致金属加速腐蚀。如果焊接工艺中有 助焊剂的残留物,则这种腐蚀更快、更为显著。湿热 试验的失效判据一般是检查外观变色或枝晶生长与否, 同时还可能进行功能检查及绝缘性能的检测,查看功 能正常与否和绝缘电阻是否下降到极限以下。

7 电迁移试验

7.1 电迁移失效案例

8 焊点强度检测
? 8.1 剪切强度测试-BGA球推力

8.2 剪切强度测试-PCBA焊点推力

8.3 抗拉强度测试-焊点拉力

9 可靠性方案设计
? 前面已经讨论了许多适用于焊点 的可靠性试验方法和检测方法,但是 如何安排这些可靠性试验,哪些项目 需要做,做到什么程度,需要多少样 品,等等,这些问题其实就是如何进 行焊点的可靠性试验方案的设计。

9.1 可靠性试验举例
?手机可靠性实验.PDF

本次课作业
? 举出常见的几种可靠性试验方法?


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