芯片封裝環(huán)節(jié)包含成品封裝器件、裸片、功率器件的低溫可靠性驗證，低溫工況下，循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部水汽析出，會在芯片引腳、焊盤位置形成凝露，造成引腳氧化、接觸不良，帶來隱性器件失效。很多產(chǎn)線只關(guān)注設(shè)備溫度、升降溫速率，忽略露點指標，不同封裝測試對象，對應(yīng)的露點控制標準存在明顯區(qū)別。本文梳理封裝低溫測試不同場景露點指標，分析露點超標帶來的各類影響，同時給出設(shè)備配置與日常管控要點。

一、不同芯片封裝測試場景露點參考對照表

二、露點超標對芯片封裝低溫測試帶來的影響

封裝成品芯片雖然擁有外殼保護，但低溫測試過程中，水汽可以順著封裝縫隙滲入器件內(nèi)部，多次循環(huán)之后，內(nèi)部金屬結(jié)構(gòu)發(fā)生氧化，器件漏電流變大，可靠性壽命縮短。 針對裸片以及尚未完成封膠的半成品芯片，露點超標析出的微量水汽直接接觸裸露焊盤，出現(xiàn)微腐蝕，探針測試出現(xiàn)接觸不良，部分不良無法在測試環(huán)節(jié)直接檢出，流入下游客戶端之后才暴露故障。 同時系統(tǒng)內(nèi)部水汽會在換熱器內(nèi)壁結(jié)冰，形成隔熱冰層，拉低設(shè)備換熱效率，表現(xiàn)為降溫變慢、溫度波動變大，干擾溫循測試曲線，測試數(shù)據(jù)重復(fù)性變差。

三、實現(xiàn)合格露點需要的設(shè)備配置

1、整機采用全密閉負壓循環(huán)結(jié)構(gòu)，減少車間潮濕空氣順著接頭、檢修門縫隙滲入回路，從源頭減少水汽進入系統(tǒng)。

2、配置雙組可在線再生分子篩干燥模塊，一組在線除濕，另一組離線再生，不用停機維護，保障長期運行露點穩(wěn)定。單組分子篩長時間運行會吸附飽和，露點會逐步抬升。

3、配置在線露點監(jiān)測傳感器，能夠?qū)崟r讀取系統(tǒng)露點數(shù)值，露點接近警戒閾值給出預(yù)警提示，方便運維人員及時開展再生作業(yè)。

4、選用低含水率的專用循環(huán)介質(zhì)，介質(zhì)進廠做好含水率檢測，減少介質(zhì)本身帶入的水分。

四、現(xiàn)場使用過程露點管控要點

機房環(huán)境濕度建議控制在 55% RH 以內(nèi)，環(huán)境濕度太高，會加大設(shè)備密封系統(tǒng)的除濕負擔； 定期開展分子篩再生操作，量產(chǎn)產(chǎn)線建議每 30 天完成一次再生校準； 每次更換循環(huán)介質(zhì)時，做好管路抽真空置換，避免加注介質(zhì)時大量空氣混入系統(tǒng)； 設(shè)備出現(xiàn)露點異常，優(yōu)先排查管路接頭、腔體密封墊，排查有無微漏氣點位，再處理分子篩模塊。

總結(jié)

芯片封裝低溫測試，根據(jù)樣品是封裝成品還是裸片，對應(yīng)不同露點管控標準。普通封裝成品粗測可控制40℃以下；車規(guī)、工業(yè)級封裝可靠性測試建議50℃以內(nèi)；裸片、半成品封裝測試需要維持60℃及以下露點。依靠密閉系統(tǒng)、在線再生分子篩、露點監(jiān)測三者協(xié)同，才能穩(wěn)定維持指標，避免水汽帶來的器件隱性失效。

FAQ

Q：封裝成品測試，露點45℃是否可以長期使用？

A：短期粗測可以，長期可靠性老化測試建議把露點控制到50℃及以下，降低封裝內(nèi)部氧化風(fēng)險。

Q：分子篩剛再生完露點達標，運行幾天又升高是什么原因？

A：大概率管路或者腔體存在微漏氣，外界水汽持續(xù)滲入，需要排查密封件。

Q：只依靠介質(zhì)更換，能不能替代分子篩實現(xiàn)低露點？

A：不能，介質(zhì)更換只能去除介質(zhì)內(nèi)部水分，無法處理運行過程滲入系統(tǒng)的水汽。