评定封装可靠性水平的MSL试验

摘要：随着塑料封装集成电路在众多领域中的广泛应用，封装的质量和可靠性水平越来越受到广大用户的关注。作为评定和考核封装可靠性水平的重要特征参数，除通常采用的环境试验如Autoclave（PCT）、HAST Bias、TH Bias外，MSL（Moisture Sensitivity Level）试验已成为其中最重要的试验项目之一。

　　1 前言

　　集成电路的塑料封装由于成本低、质量好、易自动化、批量大生产，在国内外早已形成工业化大生产的格局。近一时期，随着笔记本电脑、摄录机、手机等重量的减轻，带来与这些配套的集成电路和元器件更小型化和微型化的趋势。这必然促使对电子元器件的封装要求越来越小和越来越薄。如32脚薄型的QFN（Quad Flat No Lead）塑料封装长×宽×高尺寸只有5mm×5mm×0．8mm，脚与脚间距为0．5mm。

　　由于对封装要求的提高，必然需要相应的封装设备、封装材料和受控的封装工艺生产线来加以保证，尤其对塑料封装的抗潮性能将会提出更高的要求。

　　因为封装的模塑料是改性环氧塑料，它属于热塑性、线型性的高分子树脂，并且它本身具有吸湿和透湿两重性，所以封装的优劣将导致成品对水气敏感或不敏感，以致直接影响和降低成品的抗潮性能。

　　2 模塑料与水的敏感程度

　　下面的实验数据充分说明模塑料的抗潮性能。表1和图1列出不同模塑料在标准大气条件和一定时间内的吸湿数据。从吸湿的结果来看，模塑料1的抗潮性比模塑料2好，而模塑料2的抗潮性比模塑料3好。

　　图2为不同的模塑料（不同的封装形式）在121℃／100％RH／15：Psig的潮气中的吸湿状况和其吸湿达到饱和所需要的时间。从模塑料的材料来看，模塑料4的抗潮性优于模塑料1，而模塑料1的抗潮性则优于模塑料3；从材料吸湿达到饱和的时间来看，TSSOP8封装的抗潮性劣于SOIC8封装，而SOIC8封装的抗潮性则劣于SMD8封装。

　　3 MSL试验

　　（1）试验目的

　　鉴别非气密性固态表面贴装器件对潮气产生的应力的敏感度分级，使塑料封装产品可以被正确地包装、贮存和搬运，以免其在回流焊贴装和／或修理操作中引起损伤。

　　（2）适用范围

　　适用于非气密性固态表面贴装器件。

　　（3）试验流程

　　（4）潮气敏感度级别

　　（5）回流焊接的峰值温度的条件

　　（6）试验样品的数量

　　有可靠性试验评估的：11个／每个级别；没有可靠性试验评估的：22个／每个级别。

（7）失效标准