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元器件湿敏等级试验发布时间:2018-10-31 10:53:37

湿度是困扰在电子系统背后的一个难题。不管是在空气流通的热带区域中,还是在潮湿的区域中运输,潮湿都是显著增加电子工业开支的原因。由于湿度敏感元件使用的增加,使得对这个失效机制的关注也增加了,但是即使知道其中的失效原理,想要规避风险根本上还是需要确认元件所属的湿敏等级,然后对其进行正确的封装、储存及预处理。


确认元件所属的湿敏等级,是个相对复杂的问题,不同的物料,如支架、胶水、芯片等组合,可能产生不同的湿敏等级。所以实际上确认元件的湿敏等级主要是通过试验的方法进行。金鉴LED品质实验室为此专门推出“元器件湿敏等级试验”,目的在于为制造商们预防潜在灾难带来的高昂开支。


服务客户:一般IC、芯片、电解电容、贴片式LED等非气密性SMD器件封装厂家。


      金鉴实验室对于“元器件湿敏等级实验”具有以下几大优势:

1.设备齐全,实力可靠由于湿敏等级试验需要进行超声波扫描、LED光电性能检测、恒温恒湿试验和回流焊试验,金鉴LED品质实验室不仅拥有相关的高端设备,还有一流的工程师团队以及丰富的测试经验可以为客户提供专业的综合分析。


2.结果公正、数据可查:金鉴LED品质实验室通过了CMA等资质认定,检测结果和数据绝对公正可信,并可以在金鉴实验室官方网站www.gmatg.com中的【报告真伪】系统查询。



试验背景

当封装暴露在回流焊的高温时,非密封性封装内的蒸汽压力会大幅增加。在特定状况下,该压力会造成元器件内部爆裂、Bond损坏、接线折断、Bond抬高、内模抬高、薄膜裂开等。最严重的状况会造成封装发生外部裂缝,一般称为“爆米花”现象。

案例分享:

失效背景:应用端在灯珠贴片之前已做过烘烤除湿处理,但灯珠回流焊之后还是出现了爆胶现象,应用端委托金鉴进行失效分析,金鉴在分析过程发现按应用端的烘烤条件操作灯珠仍然无法完全除湿,当暴露在回流焊的高温时最终失效。

“爆米花”现象原理:经分析发现送测失效灯珠注塑胶含水率较高,在回流焊过程中,支架注塑胶内的水分在高温下快速汽化,形成饱和水蒸气,随着蒸气量的增加,在封装体内产生蒸气压,当压力达到一定的程度,为释放压力,在应力集中薄弱处就产生裂纹,从而引起分层剥离和开裂现象。





 


备注:为便于观察,胶裂处已用油墨进行处理

C-SAM超声波扫描结果

 

本试验可确定样品的MSL湿气敏感等级,以便对其进行正确的封装、储存和预处理。


试验方法

一、取样

1.1针对每个等级,测试样品数量至少为22pcs,如果需要在n个等级上同时测试,样品数量为n*22pcs

1.2需要包括至少2个不同时间段批次的灯珠


二、记录试验前数据

2.1测试每个样品的光电参数,包括正向电压、光通量(光强)、反向漏电流、色坐标、主波长,如有异常数据,需重新取样

2.2观察每个样品的外观,记录图片,如有异常外观,需重新取样

2.3.声扫测试,如灯珠内部有分层现象,需重新取样


三、恒温恒湿试验和回流焊试验

3.1前处理:125~130烘烤至少24h;

3.2湿气渗(恒温恒湿存储),根据不同等级1选择温湿度和时间

3.3回流焊:

从恒温恒湿箱取出样品后,在不短于15min、不长于4h时内,使用台式回流焊机对样品进行回流焊三个周期,回流焊之间的间隔时间最短5分钟,最长60分钟

注:需要与客户确认样品适合无铅焊接还是有铅焊接。针对LED灯珠建议选择无铅焊接(260℃)。

 

四、记录试验后数据

4.1测试每个样品的光电参数,包括正向电压、光通量(光强)、反向漏电流、色坐标、主波长

4.2观察每个样品的外观,记录图片;

4.3声扫测试

 

 五、不良标准判定

     测试样品中出现下面任何一项,均视为无法通过该等级测试,需要降低一个等级后重新测试:

1.光学显微镜下,观察有裂缝或分层

2.光电参数变化超过AECQ102IEC60810或客户指定

3.声扫测试有分层

 

AECQ102

光通量:试验前后变化超过±20

色坐标:xy坐标变化超过0.02

主波长:变化超过2nm

正向电压:变化超过10%

IEC60810

光通量:试验前后变化超过±20±30%

色坐标:xy坐标变化超过0.01

正向电压:变化超过10%

 

六、主要测试标准

1.IPC/JEDEC J-STD-020D.1 非密封型固态表面贴装组件的湿度/回流焊敏感性分类

2.IPC/JEDECJ-STD-035 声学显微镜用于非气密封装电子元件

3.SJ/T 11394-2009半导体发光二极管测试方法

 

 

附:

1 湿气敏感等级

等级

车间寿命

渗浸要求

标准

加速当量

时间

条件

时间

(小时)

条件

时间

(小时)

时间

(小时)

条件

1

不限

30/85%RH

168+5/-0

85/85%RH

NA

NA

NA

2

1

30/60%RH

168+5/-0

85/60%RH

NA

NA

NA

2a

4

30/60%RH

696+5/-0

30/60%RH

120+1/-0

168+1/-0

60/60%RH

3

168小时

30/60%RH

192+5/-0

30/60%RH

40+1/-0

52+1/-0

60/60%RH

4

72小时

30/60%RH

96+2/-0

30/60%RH

20+0.5/-0

24+0.5/-0

60/60%RH

5

48小时

30/60%RH

72+2/-0

30/60%RH

15+0.5/-0

20+0.5/-0

60/60%RH

5a

24小时

30/60%RH

48+2/-0

30/60%RH

10+0.5/-0

13+0.5/-0

60/60%RH

6

标签时间(TOL

30/60%RH

TOL

30/60%RH

NA

NA

NA

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