IPC-JEDEC J-STD-020E CN 2015 非气密表面贴装器件潮湿与再流焊敏感度分级.pdf - 第17页

6 判定准则 6.1 模拟再流焊后的失效判定准则 如果按照 5.1 节 列出的测试 样 本中一个 或 多 个器件 失效 ， 该 封装 应当 视 为 没 有通 过该 测试等级。 一个器件 如果 出现 以 下任何一 项 ， 则该 器件 视 为 失效 ： a. 在 40 倍 光学 显微镜下 明 显可 见 外观 裂纹。 极 力 推荐 使用 100 倍 光学 显微镜 或 低真空 扫描电子显微镜 （ SEM ） 去 检 查 那 些 在 操 作 过程…

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5.7 最终外观检查 使用光学显微镜（放大倍数为40倍）对器件外部的裂纹进行检查。
5.8 最终电性测试 对所有的器件进行适当的电性测试（例如：数据手册的数值、内部规范等）。
注：由于烘烤可能会影响器件的电性测试，所以引脚氧化或其它类似影响应该考虑。
5.9 最终超声波扫描显微镜 对所有的器件进行超声波扫描显微镜分析。
表5-2 再流焊曲线分类
再流焊曲线特征 锡铅共晶组装 ⽆铅组装
预热/吸潮
最低温度（T
smin
）
最高温度（T
smax
）
时间（T
smin
到T
smax
）
100°C
150°C
60－120秒
150°C
200°C
60－120秒
升温斜率（T
L
到T
P
） 最大值3°C/秒 最大值3°C/秒
液相温度（T
L
）
T
L
以上的保持时间
183°C
60－150秒
217°C
60－150秒
封装体峰值温度T
P
对用户而言，T
P
一定不能超过
表4-1规定的分级温度。
对于供应商而言，T
P
必须等于或
超过表4-1规定的分级温度。
对用户而言，T
P
一定不能超过
表4-2规定的分级温度。
对于供应商而言，T
P
必须等于或
超过表4-2规定的分级温度。
在指定的分级温度（T
C
）5°C以内的
时间（t
p
）*，见图5-1
20*秒 30*秒
降温斜率（T
P
到T
L
） 最大值6°C/秒 最大值6°C/秒
25°C到峰值温度的时间 最长6分钟 最长8分钟
*温度曲线的峰值温度（T
P
）容差定义是供应商的下限值，用户的上限值。
注1：所有的温度是指封装体中心的温度，测量点位于再流焊时向上的封装体表面（例如：活虫朝向）。如果再流焊时不采用这种常规的活虫朝向
（例如：死虫朝向）测量器件的温度，所测得的T
P
温度应当为活虫朝向所测得的T
P
温度的±2°C以内，这样仍然满足T
C
的要求。否则，应当
调整温度曲线以满足T
C
的要求。为精确地测量封装本体的实际峰值温度，可采用JEP140所推荐的热电偶测量。
注2：本文件中的再流焊曲线是针对分级/预处理的，并不能用来确定印制板组装曲线。应该依据具体的生产工艺需要和印制板的设计来开发实际
的印制板组装曲线，且不应该超出表5-2的参数。
例如：如果T
C
是260°C，时间Tp是30秒，对于供应商和用户的区别如下：
对于供应商而言：峰值温度必须至少达到260°C。255°C以上时间必须至少达到30秒。
对于用户而言：峰值温度一定不能超过260°C。255°C以上时间一定不能超过30秒。
注3：测试负载下的所有元器件应当满足分级曲线要求。
注4：除非分级等级有变化或需要更高的峰值分级温度，否则采用旧版本J-STD-020、JESD22-A112（已作废)或IPC-SM-786（已作废）标准中规
定的程序或判定准则已经定义了的SMD封装的潮湿敏感等级不需要按照当前版本进行重新分级。
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6 判定准则
6.1 模拟再流焊后的失效判定准则 如果按照5.1节列出的测试样本中一个或多个器件失效，该封装
应当视为没有通过该测试等级。
一个器件如果出现以下任何一项，则该器件视为失效：
a. 在40倍光学显微镜下明显可见外观裂纹。极力推荐使用100倍光学显微镜或低真空扫描电子显微镜
（SEM）去检查那些在操作过程中会受到应力而恶化的裂纹。
b. 电性测试未通过。
c. 在键合金属线，球形键合或楔形键合的交接处有内部裂纹。
d. 内部
裂纹由一个引脚延伸到其它内部结构（引脚、芯片、晶片连接盘）。
e. 内部裂纹由内部结构延伸到封装外部且超过2/3的距离。
f. 肉眼不可见的翘曲、膨胀、或凸起导致封装体的平整度发生变化，参照JESD22-B101。参照JESD22-
B108，如果器件在常温下测量仍然符合共面性和间隔尺寸，则这些器件应当视为通过。
IPC-020e-5-1-cn
图5-1 分级曲线（未按⽐例绘制）
T
c
-5°C
t
最大升温斜率 = 3°C/s
最大降温斜率 = 6°C/s
预热区
T
smax
T
smin
t
s
T
p
T
L
时间
25
从25°C 到峰值温度的时间
供应商 T
p
>
T
c
-
供应商 t
p
T
c
用户 T
p
<
T
c
-
~户 t
p
T
c
-5°C
t
p
温度
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如果元器件通过了6.1节的要求，且在超声波扫描显微镜或其它工具下未发现明显裂纹，那么该元器
件可以认为通过了潮湿敏感等级测试。如果在超声波扫描显微镜下发现模注塑内部裂纹，则判定为
未通过，或使用经过抛光处理的切片对具体位置进行验证是否良品。
注1：对于已知易发生纵向裂纹的封装，建议使用经过抛光处理的切片，确认在模注塑或灌封材料内
是否有疑似的纵向裂纹存在。
注2：对于未通过测试的SMD封装，一定要使用一组新的样本在更高
的潮湿敏感等级下进行评估。
6.2 进⼀步评估的判定准则 分层不是拒收的必要原因。为了评估分层对于器件可靠性的影响，半
导体制造商可以基于6.2.1节分层的定义或参照ESD22-A113和JESD47或半导体制造商的内部程序文件
要求进行可靠性评估。可靠性评估包括应力测试，历史数据分析等。附录A是判定准则实施的逻辑流
程图。
如果SMD封装通过了电性测试，在晶片连接盘的背面，散热器或晶片背面（仅有引脚的芯片）有分
层， 但是没有裂纹或其它分层的迹象，且仍然符合规定的标准
尺寸，那么该SMD封装被认为是通过
了该潮湿敏感等级的测试。
6.2.1 分层 以下是针对具体封装类型的分层变化准则，是从吸潮前到再流焊后测量所得。分层变
化是指再流焊前后分层的差异。分层比例或变化是按照评估的总面积来计算。
6.2.1.1 ⾦属引线框架封装：
a. 晶粒的主（工作）面没有分层。
b. 任何金属线键合表面区域（包括向下键合区域）或LOC器件引线框架上不能有分层。
c．沿 着 设计用于隔离任何金属结构的任何聚合物薄膜的分层不大于10%（使用穿透式超声波扫描显微
镜予以验证）。
d. 晶片连接区域分层/裂纹不大于50
%：
1. 在暴露晶片连接盘用于导热的封装中
2. 对于器件而言晶片背面需要电气连接
e. 在整个长度上没有发生表面裂痕特征的分层。表面裂痕特征包括在引脚、分流线、散热器对位、
散热片等。
6.2.1.2 基板式封装（例如：BGA, LGA等）：
a. 晶片的主（工作）面没有分层。
b. 层压板的任何金属线键合表面没有分层。
c．在孔穴式模塑封装和一体式模塑封装中，沿着灌封聚合物或模塑化合物与层压板的结合处没有大
于10%的分层
变化。
d. 沿着阻焊/层压板树脂界面，没有大于10%的分层变化。
e. 在层压板内部没有大于10%的分层变化。
f. 在整个晶片连接区域没有大于10%的分层/裂纹变化。
g. 在底层填充树脂与芯片之间，或底层填充树脂与基板/阻焊之间没有分层/裂纹。
h. 在整个长度上没有发生表面裂痕特征的分层。表面裂痕特征包括在引脚、层压板、层压板金属化
层、PTH、散热片等。
注1：
在基板式封装上，C模式声波图像不容易解读。建议使用穿 透式声波图像，因为它更容易解
读、更可靠。如果有必要验证或确定这个封装内的裂纹/分层发生在哪个等级，应该使用切片进行分
析。
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