AEC-Q100车规芯片验证C6：LI - Lead Integrity 引脚完整
时间:2024-04-02 20:12来源:大熊的知识分享 作者:ictest8_edit 点击:
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AEC-Q100文件，是芯片开展车规等级验证的重要标准和指导文件，本文将重点对C组的第6项 LI - Lead Integrity引脚完整性项目进行介绍。
AEC Q100 表2 C组验证内容
LI - Lead Integrity 引脚完整性
我们先看一下表格中内容的含义。
表格中信息介绍和解读
表格中的信息给出，LI的分类是C6，Notes中包含了H、P、D、G也就是说要求密封器件、塑封器件、破坏性测试、承认通用数据。
需求的样品数量是从每批次5颗样品中的每颗样品选择10个引脚，来自1个批次。
接受标准是没有引脚开裂或损坏；
参考文件是JEDEC JESD22-B105。
附加需求：
不需要对表面贴装SMD器件开展此测试，仅需要对通孔式的引脚器件开展。
我们来看一下JESD22-B105这个文件的内容：
JESD22-B105E Lead Integrity
1 适用范围
该测试方法提供了各种测试条件，以确定引脚/封装接口和引脚本身，当引脚由于错误的板组装处理而弯曲，然后又经过返工的操作进行重新组装过程中的完整性能力。根据JESD22A109(测试方法A109)的要求进行密封器件的密封性测试，以确定施加在密封件和引脚上的应力所产生的任何不利影响结果。本测试方法中的所有测试条件都被认为是破坏性的，只建议用于资格认证。这种测试方法适用于所有通孔器件和需要由用户形成引脚的表面安装器件。以下是本标准中测试条件的总结;
a)试验条件a - 拉力
该试验条件适用于直接施加引脚拉伸负载的应用场景。见第6条。
b)试验条件b - 弯曲应力
该测试条件为引脚提供弯曲应力的应用场景，以确定引脚、密封层和引脚镀层的完整性。见第7条。
c)试验条件c - 引脚疲劳
这个测试条件适用于弯曲应力的应用场景，主要是为了确定引脚在反复弯曲下对金属疲劳的抗力。见第8条。
d)试验条件d -引脚扭矩
这个测试条件适用于对引脚施加应力的场景，以确定密封层的强度和引脚的扭转形变能力。见第9条。
e)试验条件e - 螺柱扭矩
这个测试条件适用于在安装过程中由于在产品上进行安装拧钉而对螺柱施加的应力验证。见第10条。
2 相关文件
JESD22-A109, Hermeticity.
3 设备
见每项测试条件细节。
4 适用于所有测试条件的通用流程
除初始调节外，除非另有规定，器件应能够承受规定的试验条件中所描述的应力验证，并应进行规定的端点测量和检查。在可能的情况下，应力将应用于每个器件随机选择的引脚。同一引脚不得用于多个测试条件。
5 综合总结
以下细节，以及具体试验条件要求的细节，应在适用的接受文件中规定:
a) 试验条件详细清单
b) 样本量(每个器件引脚数量和器件数量的组合)和质量水平。样本量不应少于3个器件（AEC Q100 C6要求是5个器件）
6 测试条件 A - 拉力
6.1 目的
该测试旨在检查器件、引脚、焊缝和密封层承受直拉的能力。
6.2 设备
拉力测试需要合适的夹子和夹具来固定器件，并在没有引脚限制的情况下附加指定的重量。可以使用等效的线性拉力试验设备。
6.3 流程
在与引脚或端子轴线平行的方向上，对每根被测引脚施加8.0 + 0.5盎司(227 + 14克)的拉力，且不施加冲击，拉力应至少保持30秒。张力应尽可能地施加在接近引脚末端的地方。
6.3.1 测量
应按照适用接受文件的规定，对密封封装进行密封性试验、目视检查和包括电参数及功能试验在内的电气测量。
6.3.2 失效标准
去除应力后，用10倍至20倍的放大镜检查器件。任何断裂、松动或引线与器件本体之间的相对位移的迹象都应被认为是器件失效。当进行密封性测试(根据测试方法A109)作为后期测量时，通过测试的器件不应因弯月面裂缝而被拒收。任何规定的验证后电测量的失效应被认为是失效的原因。
6.4 总结
下列细节应在对应的接受文件中规定:
a)引脚的施加力量，如果不是8.0 + 0.5盎司(227 + 14克)。
b)施加力量的时间长度，如果不是30秒。
c)失效标准，如果不是本文件指定的。
7 测试条件 B - 弯曲应力
7.1 目的
该测试旨在检查引脚、引脚光洁度、引脚焊缝和器件密封层承受引脚和密封件的压力的能力，这些压力可能在实际操作和器件装配中合理地产生。
7.2 设备
弯曲试验需要附加设备、夹具、支架或其他适当的硬件，以通过指定的弯曲角度施加弯曲应力。
7.3 测试流程
样品的每个引脚应受到足以使引脚弯曲的力，如第7.3.1至7.3.6段所规定的(如适用)。测试器件的任意数量或所有引脚都可以同时弯曲。行引脚可以一次弯曲一行。每根引脚应按以下方式弯曲一次:
沿一个方向弯曲指定的弧线，然后回到原来的位置。所有弧线应在同一平面内，不得有引脚限制。
7.3.1 弯曲方向
测试引脚应向刚性最小的方向弯曲。如果没有最小刚性方向，引脚可以向任何方向弯曲。不要弯曲那些会影响其他引脚测量的引脚。如果引脚互相干扰是不可避免的，测试引脚应向规定的相反方向弯曲，并回到其正常位置。
7.3.2 环境试验初始条件调整程序
当正常直的引脚要进行成型操作的条件下(包括交错的引线双内联配置)，引脚成型操作应被认为是可接受的初始条件，以取代规定的条件，前提是引脚成型已在引脚镀层后进行，且成型至少与规定的弯曲一样严重程度的永久性引脚变形。
7.3.3 平板封装和轴向引脚金属罐器件的流程(例如，柔性引脚和半柔性引脚)
7.3.3.1 柔性的引脚
如果一根引脚的剖面系数(在刚性最小的方向上)小于或等于截面为0.006 x 0.020英寸(0.15 x 0.51 mm)的矩形引脚的剖面系数，则该引脚应被认为是柔性的。直径小于或等于0.020英寸(0.51毫米)的圆引脚应被认为是柔性的。除非另有规定，柔性引线应弯曲成至少45度的弧线(见图1)，在引线与密封的距离为0.12 + 0.03英寸(3.05 + 0.76 mm)处测量。
7.3.3.2 半柔性引脚
半柔性引脚是指剖面系数(在刚性最小的方向上)大于截面为0.006 x 0.020英寸(0.15 x 0.51 mm)的矩形引线的引脚，用于在插入或其他应用过程中弯曲。直径大于0.020英寸(0.51毫米)的圆引脚应被视为半柔性引脚。除非另有规定，半柔性引脚应在引脚两端测量至少30度弧度(见图2)。
7.3.4 双直插式通孔封装引脚流程
双直列封装引脚是指具有多个剖面系数的引脚，并且在插入时引脚通常与封装底部呈90度角平行排列。双直列式封装引脚应向内弯曲，弯曲角度应足以使引脚保持至少15度的永久弯曲(即应力消除后)，在引脚末端测量第一个弯曲。对于肩部受到限制的组件(见图3中的配置1-3)，应测量从底座平面到引脚端部的弯曲角度。在初始弯曲完成时，引脚应回到其大致的原始位置。
7.3.5 - 7.3.6 属于SMD封装，此处略
7.3.7 测量
应按照适用接受文件的规定，对密封封装进行密封性试验、目视检查和电气测量。
7.3.8 失效标准
去除应力后，用10倍至20倍的放大镜检查器件。终端引脚与器件本体之间的任何破损、松动或相对位移的迹象都应被认为是器件故障。在验证后测量中失效的器件也应被认为是不合格的。
7.4 总结
下列细节应在适用的接受文件中规定:
a)除规定外的弯曲弧度。
b)失效标准，如果不是本文件中指定的。
8 测试条件 C - 引脚疲劳
8.1 目的
该试验是为了检查导脚的金属抗疲劳能力。
8.2 设备
引脚疲劳应力要求附加设备、夹具、支撑或其他适当的硬件，以通过指定的弯曲角度施加重复弯曲应力。
8.3 测试流程
根据引脚剖面系数，将使用以下测试力量:
1) >0.006 x 0.020英寸(0.15 x 0.51毫米)或圆型引脚直径为>0.020英寸(0.051毫米)，施加力量为8.0±0.5盎司(227±14克)。
2) >0.004 x 0.010英寸(0.10 x 0.25 mm)但≤0.006 x 0.020英寸(0.15 x 0.51 mm)，或圆型引脚截面直径为>0.010英寸(0.025 mm) ≤0.020英寸(0.051 mm)，施加力量为3.0±0.3盎司(85±9克)。
3)≤0.004 × 0.010英寸(0.10 × 0.25 mm)，或圆形引脚直径截面≤0.010英寸(0.025 mm)，施加力量为1.5±1盎司(42.5±3克)。对于下属定义的封装形式，验证应使用下的流程: 8.8.2、
8.3.3、8.3.4或8.3.5。除非另有规定，应进行三次弯曲循环(见第8.4 b段)。
8.3.1 弯曲方向
测试引脚应向刚性最小的方向弯曲。如果没有最小刚性方向，它们可以向任何方向弯曲。任何引脚的弯曲都不得影响其他引线的测试。如果互相干扰是不可避免的，测试引脚应向规定的相反方向弯曲，并回到其正常位置。
8.3.2 柔性引脚和半柔性引脚的流程(如双直插式平板封装、四线形封装和轴向引脚金属罐器件)
由引脚剖面系数规定的力量，应用于每根被测试的引脚的三个90 + 5度弧线。弧线的定义是:壳体在没有扭转的情况下，移动到垂直于拉力轴的位置并恢复正常。同一引脚上的所有弧线应在同一方向和同一平面内，不受引脚限制。弯曲时间周期应在2 - 5秒内完成。对于具有矩形或带状引线的器件，其弧线平面应垂直于引脚平面。如果其应用主要是在引线密封处施加扭转力，则该测试不应该应用于封装的引脚末端位置。
8.3.3 双直插式通孔封装流程
双列直插式封装应按照7.3.4进行三个循环，规定的力量将由引脚剖面系数确定。
8.3.4 - 8.3.5是SMD器件，略过
8.3.6 测量
密封性试验将在密封的包装上进行。如在适用的接受文件中规定，应进行目视检查和电气测量。
8.3.7 失效判断标准
去除应力后，用10倍至20倍的放大镜检查设备。任何引脚断裂的迹象都应被认为是器件失效。
8.4 总结
下列细节应在适用的接受文件中规定:
a)明确施加在引脚上的力，如果标准中没有明确规定的话。
b)明确循环次数，如果标准中另有规定。
c)明确弯曲角度，如果不是标准中规定的
d)明确失效标准，如果标准中没有规定
9 测试条件D - 引脚扭矩
9.1目的
该测试旨在检查器件引脚和密封层的抗扭转能力。
9.2设备
扭矩测试需要合适的夹子和夹具，以及一个扭转扳手或其他合适的方法来施加指定的扭矩而没有引脚限制。
9.3 流程
对被测器件应使用执行9.3.1或9.3.2的适当流程。
9.3.1 圆形截面端子或引脚器件的处理方法
器件应用合适的夹具固定，并应在不震动的情况下，对被测引脚沿引脚轴线施加至少15秒的扭矩。在引脚或端子与外壳之间应按一个方向施加力矩，这会导致引脚松动。
9.3.1.1 超高频和微波二极管
除非另有规定，在规定的时间内，在每个端子上，在一个方向上应施加1.5 b-英寸(17.32 kg-mm)的扭矩，且不能产生震动，否则容易导致引脚松动。夹紧方法应遵循制造商的建议。
9.3.2 矩形截面引脚器件的处理步骤
器件应固定牢固，除非另有规定，在距离器件主体0.12 + 0.03英寸(3.05 + 0.76 mm)的引脚上，或在引脚末端(如果引脚小于0.12英寸(3.05 mm))处施加2.0 + 0.2盎司-英寸(1.45 +0.145 kg-mm)的扭矩。扭矩应围绕引脚的轴线施加，每个方向(顺时针和逆时针)一次。当器件有靠近主体的引脚时，扭矩可施加于0.12 + 0.03盎司(3.05 + 0.76毫米)。对于扭转明显的器件引脚，当施加的扭矩小于规定的扭矩时，应继续扭转，直到扭转角度达到30 + 10度或达到规定的扭矩，无论哪种情况先发生。引脚应恢复到原来的位置。
9.3.3测量
应按照适用接受文件的规定，对密封封装进行密封性试验、目视检查和电气测量。
9.3.4失效判断标准
去除应力后，用10倍至20倍的放大镜检查器件。终端与器件本体之间的任何破损、松动或相对位移的迹象都应被认为是器件失效。当根据方法A109进行测量后的密封性测试时，通过密封性测试的器件不应因半月板裂缝而被拒收。任何规定的验证后电测量的失效也应被认为是验证失败的原因。
9.4总结
下列细节应在适用的接受文件中明确规定:
a)圆截面引脚应施加的扭矩，见9.3.1。
b)圆截面引脚施加扭矩的持续时间，如果不是15秒，请参见9.3.1。
c)适用于矩形截面引线的扭矩，如果不是2.0 + 0.2 oz-inch (1.45 + 0.14 kg-mm)，请参见9.3.2。
d)电气测量结果。
10 测试条件E - 螺栓扭矩
10.1目的
该测试旨在检查器件的螺纹在安装螺丝过程中造成的器件螺纹扭矩应力能力。
10.2设备
扭矩测试需要合适的夹子和夹具以及扭转扳手或适用于指定扭矩的合适方法。
10.3 流程
器件应由其本体或法兰夹紧。应按此顺序在螺柱上安装一个扁钢垫圈，其厚度等于所测螺柱的六个螺距，以及一个新的2级配合钢螺母，所有部件应清洁干燥。规定的扭矩应施加在螺母上，在规定的时间内不产生震动。然后从器件上拆卸螺母和垫圈，然后检查器件是否符合要求。
10.3.1测量
应按照适用接受文件的规定，对密封封装进行密封试验、目视检查和电气测量。
10.3.2失效标准
如果不能证明器件密封性，或超出参数限制，或在适用的接受文件规定的定义和最坏情况下不能证明其有效功能，则器件应被定义为失效。
机械损伤，如螺柱断裂或伸长大于螺纹间距的一半，螺纹剥离或安装座变形，开裂，切屑，或封装的破裂也将被视为失效，前提是这些损伤不是由器件固定引起的。
10.4总结
下列细节应在适用的采购文件中规定:
a)施加的扭矩量，见10.3。
b)施加时间扭矩的长度，见10.3。
c)试验后的电测试见10.3。
本文对AEC-Q100 C组的第6项内容LI - Lead Integrity 引脚完整性项目进行了介绍和解读，希望对大家有所帮助。
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