引言
芯片可靠性，是衡量芯片封装组件在特定使用环境下、规定时间内保持正常功能的概率（或损坏概率）的核心指标，直接反映了产品质量的优劣与寿命预期。为确保芯片在长期使用中的稳定表现，可靠性测试成为封装环节不可或缺的关键步骤。
一、可靠性测试：核心概念与基础
可靠性测试的核心目标在于评估产品在预设条件下的寿命表现，确认产品质量的稳定性，并根据测试结果进行必要的设计或工艺修正。
区别于功能测试： 功能性测试关注产品“当下是否工作正常”，而可靠性测试更侧重于预测产品在长期服役环境下的表现（如几年甚至十几年）。
意义与价值： 帮助客户高效、低成本地评估芯片质量，降低使用风险，提升最终产品的市场竞争力。
测试条件与常用项目
可靠性测试通常在特定的环境应力下进行，涉及电压、湿度、温度（高温、低温、温度变化）等关键参数。不同的测试项目针对不同的元器件功能需求和潜在失效模式。常见测试项目包括：
温度循环测试 (TCT): 评估芯片在温度剧烈变化下的适应性与结构稳定性。
湿度测试 (TH/THB): 检测组件在潮湿环境下的耐腐蚀性及绝缘性能。
电压应力测试: 验证组件在电压波动或过载情况下的稳定性和耐受能力。
机械强度测试: 评估组件在物理受力（如弯曲、冲击、振动）下的耐久性与抗损坏能力。
其他专项测试: 如热冲击测试(TST)、高压锅测试(PCT)、加速应力测试(HAST)、盐雾测试等，针对特定应用场景（如汽车电子、海洋环境）的严苛需求。
国际标准参照
封装厂进行可靠性测试时，普遍遵循以下国际组织的标准与规范：
国际电工委员会 (IEC)
美国军用标准 (Mil-std)
国际电子工业联接协会 (IPC)
半导体工业标准组织 (JEDEC)
日本工业标准协会 (JIS)
二、芯片封装六大可靠性测试详解
为保障封装成品的质量与长期可靠性，封装厂通常会执行一系列核心测试。以下是六项广泛应用的关键可靠性测试项目：
温度循环测试 (Temperature Cycling Test, TCT)
目的： 评估封装体抵抗温度梯度变化的能力，检验不同热膨胀系数(CET)材料（如芯片、基板、焊料）间界面的接触可靠性。
条件： 典型条件为-65℃至150℃之间往复循环（常见1000次），具体参数依厂而异。
失效机制： 电路短路/断路、材料疲劳开裂、结构机械变形（翘曲）。
热冲击测试 (Thermal Shock Test, TST)
目的： 评估封装体抵抗极端快速温度变化（热冲击）的能力，重点关注金属界面接触可靠性（与TCT类似）。
条件： 使用高低温液体槽进行极快速的温度转换（温变速率远高于TCT），温度范围常与TCT相似。
失效机制： 与TCT相似（短路/断路、材料破坏、变形）。
区别： TCT侧重封装体级测试（气体环境，温变相对较慢）；TST更常用于晶圆级或对热冲击敏感的组件测试（液体环境，温变极快）。
高温存储试验 (High Temperature Storage Test, HTST)
目的： 评估封装体在长期高温环境下的稳定性，考察材料活性增强、原子迁移扩散等现象对电路性能（如电迁移导致电阻增大）的影响。
条件： 封装体置于恒定高温环境（如150℃）的氮气炉中长时间存储（通常500或1000小时）。
失效机制： 金属间化合物(IMC)过度生长、材料退化、键合失效（开路）、结构变形。
高压锅测试 (Pressure Cooker Test, PCT)
目的： 通过高温、高湿、高压（饱和蒸汽）环境，加速评估封装体抵抗湿气渗透的能力（密封性）。高压可显著缩短水分穿透有机材料的时间。
条件： 典型条件为130℃、85%相对湿度（RH）、2个大气压（atm）。
失效机制： 金属导线/焊盘腐蚀、塑封料分层（Delamination）、爆米花效应（Popcorning）风险加剧。
加速应力测试 (Highly Accelerated Stress Test, HAST)
目的： 在高温高湿并施加偏压（使器件处于工作状态）的条件下，加速评估封装体在严苛湿气环境下的可靠性（比PCT更严酷）。偏压模拟实际工作状态，加速电化学腐蚀。
条件： 典型条件为130℃、85%RH、外加Vcc偏压（如1.1V）、压力（如2.3 atm）。
失效机制： 引线腐蚀、塑封料分层、界面失效（因偏压加速离子迁移与电解反应）。
预处理测试 (Precondition Test, Precon)
目的： 模拟芯片封装体在运输、存储后，进入下游SMT组装厂经历的吸湿过程以及后续回流焊高温冲击。旨在评估组装过程中的耐热冲击能力和抗吸湿能力。
流程：
初始电性能确认（Pass）。
温湿度循环（模拟运输存储环境，通常包含吸湿步骤）。
暴露于回流焊峰值温度（模拟焊接过程）。
失效机制： 主要关注吸湿后高温导致的“爆米花效应”（内部水汽急速膨胀导致封装分层或破裂）、塑封料与芯片/基板间分层。
结语
通过严格实施上述可靠性测试，并持续优化封装工艺（例如采用先进的类载板(SLP)技术突破传统载板瓶颈，引入新材料提升性能和可靠性），封装厂能够有效保障电子产品在长期使用中的稳定性和性能，显著提升客户满意度，并有力推动整个芯片封装行业的技术进步与发展。
