【电子行业标准(SJ)】 半导体集成电路机械和气候试验方法

UDC621.3.049.75-181.4:620.1
中华人民共和国国家标准
GB4590--84
降为SJ/T10745-96
半导体集成电路机械和气候
试验方法
Mechanical and climatic test methodsfor semiconductor integrated circuits1934-07-20发布
国家标准局批准
TTKKAca
1985-05-01试行
1总则
术语、定义和文字符号
标准大气条件
温度的优选系列
电压的优选系列
目检和尺寸检测
电测试
2机械试验方法
引线强度
引线强度
引线强度
引线强度
可焊性
耐焊接热
拉力试验
弯曲试验
抗扭试验，
转矩试验
振动（固定频率）
振动（正弦）
恒定加速度
键合强度
气候试验方法
温度快速变化(两箱法）
温度快速变化（两槽法）
高温贮存
低气压
加速潮热
稳态湿热
稳态湿热
周期潮热
热间歇
（适用于空封器件）
（适用于非空封器件）
爆破压力试验
渗透染料试验
细检漏：放射性氪方法
细检漏：质谱仪示踪气体法
粗检漏：氟碳化合物加压法
YYKAONYKCa
（1）
（3）
（6）
（7）
（9）
(10）
（33）
4其他试验方法
4.1.内部易燃性
外部易燃性
标志的耐久性
抗溶性
高压蒸汽
内部目检·
电耐久性
YYKAONTKAa
（35)
（36)
（36)
（37)
中华人民共和国国家标准
半导体集成电路机械和气候
试验方法
Mechanical and climatic test methodsfor semiconductor integrated circuitsUDC621.3.049
.75-181.4
GB4590-84
本标准根据国际电工委员会标准IEC147-4《半导体器件的基本额定值和特性以及测试方法的一般原理第4部分：验收和可靠性》、IEC147-5《半导体器件的基本额定值和特性以及测试方法的一般原理第5部分：机械和气候试验方法》及其补充和IEC68《基本环境试验规程》制定的，并在技术内容上与其等效。
1总则
1.1范围
本标准适用于半导体集成电路（以下简称器件）有关规范规定的试验方法和条件。1.2目的
为评价半导体集成电路的环境和气候的适应性、稳定性及可靠性而制定的统-一的试验方法及应力等级的优选值。电特性的测试方法在有关标准中另行规定。1.3术语、定义和文字符号
IEC68《基本环境试验规程》；
IEC147-0《半导体器件的基本额定值和特性以及测试方法的一般原理第0部分：概述和术语》，
GB3431.1-82《半导体集成电路文字符号电参数文字符号》，GB3100一82《国际单位制及其应用》。1.4标准大气条件
若无其他规定，全部试验和恢复应在下列气候条件下进行：温度：15~35℃，
相对湿度：45%~75%；
气压：860~1060mbar。
电测试以及测试之后的恢复应在下列气候条件下进行：温度：25±5℃
相对湿度：45%~75%，
气压，860~1060mbar。
仲裁试验应在下列气候条件下进行：温度：25±1℃；
相对湿度：48%~52%；
气压：860~1060mbar。
在进行测试前应将器件存放到温度平衡。测试过程中的环境温度应在试验报告中注明。测试过程中，器件不得受到气流、光照或可能引起误差的其他影响。国家标准局1984-07-20发布
YYKAONYKCa
1985-05-01试行
温度的优选系列
电压的优选系列
1.7目检和尺寸检测
目检内容
~65℃
-55℃
-40℃
-25℃
~10℃
a.标志的一致性和耐久性；
GB4590—-84
+25℃
+40℃
+45℃
+55℃
b.包括引线在内的封装质量情况，包括引线在内的封装损坏。
1.7.2验证有关规范中规定的尺寸。+60℃
+70℃
+85℃
+100℃
+125℃
+150℃
+175℃
+200℃
+250℃
+300℃
若无其他规定，根据器件实际尺寸放大3～10倍进行目检。1.7.3
1.8电测试
1.8.1初始检测
如果只要求规范的上限值和（或）下限值，制造单位可自行决定是否进行初始检测。在环境试验和电稳定性试验过程中规定适当的监测。1.8.2
1.8.3最终检测
有关规范把该测试作为试验程序（分组）的一部分时，只需要在程序终了时进行测试。某些试验（例如：可焊性或引线强度）可采用电参数不合格的样品进行。2机械试验方法
2.1引线强度—拉力试验
2.1.1目的
确定引线和引线与器件本体之间的连接在正常装配或维修操作中可能承受轴向拉力的能力。2.1.2预处理
预处理方法应按有关标准规定。2.1.3初始检测
试验样品应按有关标准的要求进行外观检查。2.1.4试验方法
2.1.4.1适用范围
本试验适用于各种类型的引线。被试引线数在有关标准中规定。若无其他规定，每个器件任意抽取三根引线（必须包括边缘的一根）做试验。所有的引线经受相同的试验条件。2.1.4.2试验程序
将被试样品本体固定，使其引线处于正常位置，按表1的规定拉力数值，沿轴向施加到引线上（加力方向如图1所示）。该拉力应逐渐增加（没有任何冲击），然后保持10土1s。2
YYKAONYKCa
标称裁面积
0.050.20.5GB4590-84
表1施加拉力的数值
【线状引出端（圆形截面或带状引线）或插头】相应的圆形截面的直径
0.250.30.50.8其他类型的引线所加拉力的数值由有关标准规定。2.1.5最终测量
试验后放大3～10倍进行检查。
如果出现断裂（除弯月形断裂）、松动或引线与器件本体间出现相对移动，则器件失效。2.1.6有关规范中应给出：
预处理程序；
每个器件应进行试验的引线数；外加力的数值。
图1用箭头表示力的施加方向示意图2.2引线强度-
2.2.1目的
弯曲试验
确定引线及引线与器件本体的连接在正常装配和维修操作中，可能经受弯曲力的能力。为了确定器件引线的抗弯性能，应进行下列试验之一：YYKAONTKAa
2.2.4.2程序中规定的试验a和c，a.
GB4590-84
试验过程中，引线应承受相对于正常位置至少30°角的弯曲（见图2）。b.·2.2.4.2程序中规定的试验b。引线应能用手指弯曲。
2.2.2预处理
预处理方法应在有关标准中规定。2.2.3初始检测免费标准下载网bzxz
被试样品应按有关标准的要求，进行外观检查。2.2.4试验方法
2.2.4.1适用范围
本试验仅适用于可弯曲的引线。有关标准应指出本试验是否适用。如果适用，被试引线数在有关标准中规定。若无其他规定，每个器件任意抽取三根引线（必须包括边缘的一根）做试验。所有引线应经受同样的试验条件。这个被试引线数的限量，不适用于同时弯曲试验。同时弯曲试验适用于单侧单排或多侧多排引线的器件。2.2.4.2试验程序
a。线状或带状引线的弯曲试验
固定器件本体，使引线处于正常位置，引线的轴向处于垂直方向。然后在器件引线的末端悬挂施加弯力的质量块（码）其数值按表2规定。在2～3s的时间内，将器件本体在垂直平面内，倾斜大约90°角。以同样的时间使其反回到初始位置，这样构成一次弯曲。本试验根据有关标准规定采用下列方法之一进行：方法1：（见图2a）
总数为两次，每一方向各做一次弯曲试验，弯曲过程中不间断。或按有关标准规定，做次数较多的交替弯曲试验。
方法2：（见图2b）
只在一一个方向弯曲两次，弯曲过程中不间断。或按有关标准的规定，做次数较多的弯曲试验。在器件本体和施力点之间不得放置能影响弯曲半径的装置，带状引线应向其最宽平面垂直方向弯曲。
表2外加力的值
圆引线直径
(mm）
0.250.30.50.8相应的剖面模数
Zx≤1.5×10-3
1.5×10-32.6×10-31.2×10-20.5×10-1Zx>1.9×10-1
注：①方法2推荐用于双列直插式或类似封装，这种封装采用方法1是困难的甚至行不通的。②采用下述公式可使带状引线与圆引线等效：Zx =ba?
式中：a-
-与弯曲轴垂直的带厚，mm
YYKAONYKCa
GB4590—84
一直角带的另一尺寸，mm
一剖面模数，mm3。
圆引线的剖面模数由下式给出：d3
式中：d-—引线直径，mm。
见图2c
样品本体
短引线
图2弯曲试验程序示意图
YYKAONYKa
长引线
b．销钉状引线的弯曲试验
GB4590-84
可用手指弯曲的销钉状引线，弯曲成45°角恢复到原位，这样操作构成一次弯曲。在有关标准中应规定下列方法之一方法1：一次弯曲后，立即在相反方向角做第2次弯曲。方法2：在同方向连续弯山两次。c.同时弯曲试验
把器件的一侧上的所有引线在固定面上夹紧，或者如果未给出该面，则在离密封约3mm的点上夹紧器件一-侧所有的引线，在要发生弯曲的边缘处，夹具的曲率半径为0.1mm。将质量块加到夹具上，使其引线下垂，所加的力按表2规定值乘以同时弯曲的引线数。然后将本体倾斜45°，这个操作历时2～3s。接着以同样的时间使其恢复到初始位置。本试验在一个方向上应进行一次，返回到正常位置，再在另一个方向上进行一次。
弯曲试验期间，夹具的表面不应碰到器件本体（否则在引线上将产生拉应力），见图3。图3
2.2.5最终检测
试验样品应按有关规范规定，进行外观和机械性能检查。2.2.6有关规范应给出：
预处理程序：
每个器件应进行试验的引线数目；b.
外加力的数值；
d.根据器件结构选用的试验方法（方法1或方法2）。2.3引线强度——-抗扭试验
本试验只适用于从各尾部露出引线的器件。2.3.1日的
确定引线以及引线与本体的连接能够经受装配拆卸过程中可能遇到的扭力的能力。2.3.2预处理
预处理方法应在有关标准中规定。2.3.3初始检测
试验样品应按有关规定的要求进行外观检查。2.3.4试验方法
2.3.4.1适用范围
有关标准应指明本试验是否适用。如果适用，被试引线数在有关标准中规定。若无其他规定，每个器件任意抽取三根引线（必须包括边缘的一根）做试验。所选引线应经受同样的试验条件。6
YYKAONYKCa
2.3.4.2试验程序
GB4590-84
每一引线在距引出点6~6.5mm处弯曲成90°，弯曲的曲率半径为0.75mm（见图4a）。样品
金属板
a抗扭试验中弯曲引线的方法
旋转360°的夹头
弯曲半径
1.2±0.4mm
一刚性保持垫整夹
b抗扭试验中抗扭引线的方法
图4线状引线的抗扭试验
在距离弯曲处1.2±0.4mm处夹紧引线的自由端（见图4b），然后将本体或夹具按下列规定旋转，即围绕引线原来的轴以每5min旋转一次的速度旋转，其连续旋转应在相反方向交替进行。试验应按有关标准规定选用下列方法和严格度之一：夹住样品本体
严格度A：360°三转
严格度B：180°两转。
2.3.5最终检测
去掉应力之后放大10～20倍进行检查。出现断裂（除弯月形断裂）、松动迹象或引线与器件本体之间出现相对移动，则器件失效。2.3.6有关规范中应给出：
a.预处理程序，
需试验的引线数目；
c.严格度（A或B)；
2.4引线强度
转矩试验
2.4.1对螺栓的转矩试验
2.4.1.1目的
确定引线、引线与本体的连接的螺栓以及整体装接装置经受装配或维修中可能遇到的转矩的能力。2.4.1.2预处理
预处理方法应按有关标准规定。2.4.1.3初始检测
试验样品应按有关标准规定进行外观检查。7
YYKAONTKa
2.4.1.4试验方法
2.4.1.4.1适用范围
GB4590-84
有关标准应指明本试验是否适用，如果适用，被试引线数在有关标准中规定。所选的引线应经受同样的试验条件。
2.4.1.4.2试验程序
用正常固定装置固定器件，按有关标准规定的严格度，将表3所规定的转矩，在10～15s内无冲击地加在正常装配的每个螺钉或螺帽上。试验期间，应在螺钉头部和它的紧固面之间放置垫圈或金属垫板，垫圈或金属板的厚度应等于螺栓的六个标称螺距，各部分应清洁和干燥，螺帽厚度应大于等于标称螺栓直径的4/5。2.4.1.5如果器件出现下述情况之一，则该器件为失效。螺栓破裂或伸长超过螺距的1/2
有螺纹磨损或安装位置变形的迹象。表3外加转矩值
标称螺纹直径
(mm）
严格度
严格度
2.4.1.6有关规范应给出以下数据：a：预处理程序；
b.严格度（A或B）
c.初始和最终的检测。
2.4.2对引线的转矩试验
2.4.2.1目的
确定引线经装配后在检查或使用过程中可能承受的外加扭力。2.4.2.2试验方法
样品应保持固定，在被试引线上缓慢施加转矩或扭力，直至扭曲角达到30土10°或达到规定的转矩以首先出现的状态为准。然后，使引线恢复到它的初始位置。将1.4×10-2±1.4×10-3N·m的转矩加到距离本体3.0±0.5mm的引线上，或者若引线长度不够3mm时，则在距引线尾部1mm处施加转矩。应在各个方向.上施加转矩。
2.4.2.3最终检测
试验后放大3～10倍进行检查，如果出现引线断裂、松动，或者引线与本体之间出现相对移动等任何迹象，则样品失效。
2.4.2.4有关规范中应给出：
被试引线的选择及数目。
2.5可焊性
2.5.1日的
确定器件引线易于沾锡的能力，并检查器件本身在装配焊接过程中是否受到损坏。2.5.2预处理
按有关标准规定。
2.5.3初始检测
YYKAONYKCa
按有关规范规定，对器件进行检查。2.5.4试验
GB4590-84
可在方法a、b、c中任意选择一种方法进行可焊性试验。a.球焊法
在离器件本体5±1mm的点上试验引线，铁尖的温度应为235±2℃（温度可用热电偶在烙铁头圆周表面上测得），引线应在2.5s内沾有焊料。焊球与导线的直径关系如下：
导线标称直径（mm）
0.74~0.55
0.54~0.25
注：超出标称重量±10%的焊球不得超过5%。b.槽焊法
焊球的标称重量（mg）
焊槽的容量应能充分保证在引线放人以后焊料温度均匀，焊料温度为235±5℃。焊槽表面应清洁、光亮。
加人的焊料一熔化，立即将器件引线按其轴线方向浸入熔化焊料的槽内。浸渍时间为2土0.5s，浸人长度应离器件本体在1.5mm之内，或按有关规范中规定的距离。c采用A型烙铁头的方法
烙铁温度为350±10℃，烙铁头直径8mm，露出长度为32mm，楔形部分长8mm。烙铁与器件本体的距离应按有关规范中的规定，烙铁工作时间为3.5土±0.5s。2.5.5恢复
器件应按有关规范规定的时间，在标准大气条件下进行恢复。2.5.6最终检测
放大10倍观察，浸润表面应复盖一层光滑、明亮的焊料涂层，其缺陷（如针孔）或未浸润面积的痕迹不多于约5%，这些缺陷不应集中在一处。2.6耐焊接热
2.6.1目的
确定器件承受焊接热影响的能力。2.6.2预处理
按有关规范规定。
2.6.3初始检测
按有关规范规定，对样品进行外观检查及电气测试。2.6.4试验方法
规定了两种不同的试验程序即方法1及方法2，有关规范应规定采用哪种试验方法。2.6.4.1方法1：260℃槽焊
焊槽的容积要能足以保证浸人以后的引线端与槽壁及槽底的距离不得小于10mm，焊槽里的焊料成分：
59%~60%
0.5%最大；
0.1%最大，
0.05%最大，
0.02%最大，
其余部分。
YYKAONYKCa
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