长生命周期应用的长期存储解决方案
支持关键行业应用

当前，半导体行业产能受限，许多元器件制造商（OCM）正在逐渐缩短产品的生命周期。相对的，许多行业设备的运行和维护长达数十年。因此，元器件的持续供应对于维持这些设备的整个生命周期至关重要。

在最后一次生产后，长时间储存半导体元器件是一种较为常见的解决方案。罗彻斯特电子自1981年成立以来，已成功地长期存储海量元器件，用以弥合长寿命应用的供应链中断。

当使用长期存储的元器件时，需要让客户确信储存环境是可靠的。基于此，罗彻斯特电子的质量和可靠性团队研究了长期储存对半导体元器件机械完整性和电气性能的影响。

德州仪器也曾发布了几份技术白皮书，研究了元器件在长期储存后的可靠性。最初的论文强调，在受控环境中正确存储的半导体产品的保质期大于15年，而德州仪器随后撰写的论文强调，在存储长达21年的元器件上并未发现任何失效机制。值得注意的是，这些研究是基于存储在受控环境中的元器件。

罗彻斯特电子在研究中，使用了随机样本，覆盖在各种环境中存储长达17年的元器件，评估了8种不同的产品，包括来自5家不同制造商的3种不同的含铅引脚。此外，我们还对标准电路板进行了可焊性分析，该电路板的再流焊组装在独立的第三方电子制造公司进行。该第三方通过ISO9001认证，且拥有超过17年的相关经验。

罗彻斯特电子的质量和可靠性团队对封装内部完整性、元器件-PCB焊点质量和电气测试结果进行了分析，以验证半导体元器件在长期储存后不会退化。分析方法包括X射线成像、激光解封、酸解封装、横截面检测、扫描电镜（SEM）以及功能和时序电气测试。

对三种不同封装的库存进行随机抽样，这些用于测试的样本具有不同的日期代码。对应的封装形式分别是：PLCC-28、TSSOP-14和VSON-8。

对选定的器件进行激光拆封，暴露裸片以检查缺陷。没有发现腐蚀、弹坑或焊盘开裂。罗彻斯特电子与行业专家协作，设计制造了专用的PCB用来测试各种不同的表面贴装器件。如前所述，所有器件的回流焊接都是在第三方工厂进行的。罗彻斯特电子通过对焊点进行光学和X射线检查、沿焊接引线长度进行横截面检测，以及对焊点截面进行SEM成像来验证这些结论。

12种不同外形的57个塑料表面贴装器件组装在每块PCB的两侧，这些器件最早生产于2006年。检查所有焊盘，未发现不良，进而确认PCB组装成功。

为了进一步了解被遮挡引脚上的焊点的浸润情况，PCB组件通过X射线在斜视图上成像。由于焊料覆盖的长度和密度，VSON封装的成像无法看到更多细节。

此外，通过引线进行横截面检测后捕获的SEM图像显示了焊点的精确轮廓和内部结构。焊点的内部结构是可靠的，与外部检查相匹配，进一步验证了样品在PCB组装时没有问题。

使用相同的成像技术，验证封装材料的完整性并检查内部是否存在缺陷。结果是未观察到缺陷。

所有器件都经过激光拆封，并且在短时间内完成了酸蚀。未观察到与环境压力一致的损坏或长期储存后随之而来的降解机制。发现所有器件都没有开裂、分层和焊线缺陷。

两种不同日期代码的三种产品已根据各自的数据表要求进行了测试。这些样品距今约15年。测试了每个日期代码的9513APC-20、27S21PC-25和UC3835N-50。所有样品均符合其各自的数据表规范限制，并且跨日期代码的数据分布没有显著差异。

数据表明，半导体元器件在存储数十年后仍能保持内部和外部的完整性，包括上PCB焊接的可靠性。元器件没有表现出腐蚀、裂纹或分层的迹象。测试的元器件通过了所有适用的功能和时序测试。

罗彻斯特电子的研究表明，长期储存并不一定会导致产品退化。事实上，元器件仍然可以在功能上和电气性能上使用很多年。长期存储为长生命周期应用提供了一种可行的解决方案。

《长期储存对半导体元器件机械完整性和电气性能的影响》

《长期储存对半导体元器件可焊性的影响》

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