塑封器件具有體積小、重量輕、成本低、電氣性能優(yōu)良的特點。在發(fā)達國家，塑料包裝器件的發(fā)展早已成熟，取代陶瓷包裝器件的趨勢已經(jīng)確立。發(fā)達國家在很多年前就已經(jīng)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(chǎn)線，國內(nèi)工業(yè)塑封線不能全滿足軍用標準，特別是在高溫高濕環(huán)境試驗后，塑封電路在超聲波檢測中的分層現(xiàn)象尤為嚴重。因此，雖然塑封器件有很多優(yōu)點，但短時間內(nèi)不可能在我國軍用電子元器件領(lǐng)域大規(guī)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(shù)如表1所示。
根據(jù)GJB 7400的要求，對上述三種工業(yè)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(huán)、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(jù)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(shù)進行測試，測試結(jié)果均合格(即預處理時未發(fā)現(xiàn)故障)。
2.HAST測試步驟和結(jié)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(wěn)態(tài)濕熱試驗。測試了電路在130℃和85% RH 85%RH 100h HAST下的電參數(shù)。電路的電氣參數(shù)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(jié)果顯示:1號、2號合格，無脫層現(xiàn)象。3號中約95%的器件有可見嚴重的脫層現(xiàn)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(xiàn)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(wěn)態(tài)濕熱測試之后沒有分層的電路1#和2#繼續(xù)進行500小時的HAST測試。測試后，電路的電氣參數(shù)全部合格，超聲波測試結(jié)果顯示沒有發(fā)現(xiàn)可見的分層現(xiàn)象。
簡而言之，由結(jié)果表明，經(jīng)過100h HAST測試，三種工業(yè)級塑封器件的電參數(shù)均合格，無功能失效，1#和2#無可見分層現(xiàn)象。但3號出現(xiàn)了大量電路分層，說明國內(nèi)工業(yè)塑封生產(chǎn)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(shù)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(yè)塑封器件在軍事領(lǐng)域的應用。
