THẨM TRA VÀ GIÁM SÁT

1. Mở ñầu
Nếu kiểm tra ñược cả quá trình thì không cần thẩm tra và giám sát sản phẩm nữa.
Khi sản phẩm hoàn hảo thì không có việc sản phẩm bị trả lại bị do chết yểu, khách hàng
hài lòng với chất lượng và ñộ tin cậy của sản phẩm. Tuy nhiên, trong thực tế thì luôn tồn
tại quá trình không ñược chấp nhận, cùng với sự biến ñổi của vật liệu. Các sai sót của
sản phẩm cần ñược xữ lý trước khi ñến tay khách hàng. ðây là lý do cơ bản về nguyên
nhân cần quá trình thẩm tra và giám sát, nhằm làm sản phẩm ñạt chất lượng cao. Chương
trình thẩm tra và giám sát là yếu tố chủ yếu ñể ñạt ñược thỏa mãn của khách hàng.
Các bộ phận ñược thẩm tra từ ñầu giai ñoạn sản xuất cho ñến khi toàn quá trình
ñược kiểm tra xong và mọi vấn ñề về vật liệu ñã ñược giải quyết. Chương trình giám sát
bảo ñãm là quá trình ñược giữ không ñổi và mọi lệch lạc ñều ñược chỉnh ñịnh lại. Trường
hợp này thì “thẩm tra” ñược hiểu là 100% sản phẩm ñược kiểm tra và trong khi ñó “giám
sát” ñược hiểu là kiểm tra theo mẫu. Thẩm tra dựa trên khả năng hỏng hóc của sản phẩm.
Việc thẩm tra có thể là ñơn giản, thí dụ như chu kỳ chạy-không chạy (on-off) của sản
phẩm, hay phức tạp hơn như trường hợp thẩm tra stress từ môi trường (environmental
stress screens). Thường thì thẩm tra mở ñiện (power up) cho ñơn vị thử nhằm so sánh với
ñơn vị chưa ñược thẩm tra, cung cấp cơ hội tốt nhất nhằm tìm ra vấn ñề về hỏng hóc.
Quá trình thẩm tra liên tục ñược xem xét lại và ñược hiệu chỉnh cho phù hợp từ kết quả
thẩm tra. Thí dụ nếu sản phẩm bị trả về (fied return) là thấp mà kết quả thẩm tra thì cao
(gần 100%), thì quá trình thẩm tra phải thay ñổi ñể tìm ra nguyên nhân. Nếu kết quả
thẩm tra là cao và số lượng sản phẩm bị trả về trên một triệu ñơn vị là chấp nhận ñược thì
chương trình thẩm tra nên ñược chuyển thành chương trình giám sát. Trường hợp tổng
quát thì quá trình giám sát phù hợp với cổng giai ñoạn trong công việc sản xuất chi phí
thấp/số lượng lớn.
Cần ñặc biệt quan tâm ñến việc chọn lựa ñúng chương trình thẩm tra, bảo ñảm quá
trình ñược thẩm tra hỏng hóc trong giai ñoạn ñầu sẽ không gây ảnh hưởng lớn ñến chu kỳ
sản phẩm. Các nhà sản xuất nhận thấy là số dạng hỏng hóc trong giai ñoạn ñầu thường
làm giảm tuổi thọ của sản phẩm. Khi xuất hiện trường hợp này thì khách hàng sẽ gặp
hỏng hóc trong giai ñoạn ñầu sử dụng. Chương này thảo luận phương pháp thẩm tra sản

dùng phương pháp thay ñổi nhanh nhiệt ñộ ñể
thử nghiệm tìm khuyết ñiểm về tính co-dãn.
Phần này không thể thực hiện dễ dàng dùng ñiện
nữa.
Nung ổn ñịnh
Dùng lò nung không ñịnh hư
ớng ñể phát hiện
yếu tố chết non.
ðốt cháy
Dùng lò nung ñịnh hướng nhiệt ñộ cao ñể phát
hiện yếu tố chết non.
Rò rỉ tinh và thô
Thử nghiệm tìm các ñiểm rò rỉ nhỏ trong quá
trình ñóng gói kín.
Particle Impact Noise Detection
Thử nghiệm tìm các ñiểm rò rỉ lớn trong quá
trình ñóng gói kín.
Ion hóa
ðược dùng chủ yếu ñể phát hiện phần chưa khít,
thí dụ bọt khí trong quá trình ñóng gói
Thẩm tra yếu tố stress từ môi trường Thử nghiệm yếu tố ăn mòn bề mặt của sản phẩm

Vibration/Contant Acceleration
Một hay nhiều thử nghiệm về môi trường ñể
thẩm tra sản phẩm trước khi gởi ñi.
Kết hợp các stress Thử nghiệm các yếu tố tương tác môi trường
Ẩm ñộ
Thử nghiệm về yếu tố ăn mòn bề mặt của sản
phẩm do ẩm ñộ.
Thử nghiệm gia tốc stress cao

còn tùy thuộc vào số lượng sản phẩm, thường cần 15 phút ñể sản phẩm ñạt ñược nhiệt ñộ
phòng. Sau khi sản phẩm ñạt ñược nhiệt ñộ phòng, cho chịu ñựng thêm ít nhất là 10 phút
nữa. Phương pháp này làm ñơn vị sản phẩm lần lượt thay ñổi giữa hai nhiệt ñộ cực trị, tạo
ñiều kiện xuất hiện hỏng hóc do co dãn. Mục tiêu là gia tốc môi trường ñể kiểm tra khả
năng sản phẩm do trong thực tế có yếu tố thay ñổi nhiệt ñộ giữa ngày và ñếm, giữa các
mùa trong năm. Phương pháp thẩm tra sốc nhiệt có ưu ñiểm hơn so với phương pháp chu
kỳ nhiệt là cho phép thử nghiệm nhanh với khối lượng lớn sản phẩm và hoàn tất ñược
mỗi chu kỳ chỉ trong khoảng 1 giờ. Các kết quả từ phép thử nghiệm sốc nhiệt là nứt, rạn,
phân lớp của vật liệu và thành phẩm, nứt và rạn chổ hàn kín hay ñóng gói, rò rỉ chổ hàn
kín trong gói bít kín, (thí dụ phần kim loại-kim loại hay kim loại với phần thủy tinh),
cùng vấn ñề về hỏng hóc khác có liên quan ñến ñặc tính mõi. Các ñặc tính về ñiện
thường không ñược thực hiện trong bước này mà thường là trước hay sau khi thử nghiệm.
Các tính năng của tham số về ñiện thay ñổi do yếu tố nhiệt ñộng ñược kiểm tra trong giai
ñoạn này. Giống như trong chu kỳ nhiệt, thử nghiệm thường ñược tiến hành với phương
pháp gia tốc ñiều kiện làm việc. Chương 9 sẽ trình bày chi tiết hơn về vấn ñề này.

3.3 Nung ổn ñịnh
Nung ổn ñịnh ñược dùng ñể xác ñịnh ảnh hưởng của yếu tố không phân cực
(unbiased storage) trên linh kiện ñiện tử. Ảnh hưởng này có thể thay ñổi ñặc tính về ñiện.
Thường nung ổn ñịnh dùng trong giai ñoạn thẩm tra về yếu tố chết non (infant mortality).
Các thay ñổi ñặc tính ñiện trong thời gian thử nghiệm ñược giám sát ñể ước ñịnh suy
giảm về tính năng không cho phép. Thực hiện bước ño lường trung gian ñể ước lượng các
bước tiến, và ño lường này giúp tinh chỉnh lại thiết bị ño lường cần thiết. ðể thực hiện
phép thử, ñơn vị thử ñuợc ñặt trong môi trường nhiệt ñộ cao trong một thời gian dài.
Chương 9 sẽ mô tả mô hình thử nghiệm gia tốc dùng trong ước lượng ảnh hưởng của yếu
tố gia tốc thử nghiệm so với hiện trường sử dụng.

3.4 ðốt cháy
Nhiều bộ phận cần ñược thử nghiệm ñốt cháy trước khi gởi ñến khách hàng. Quá
trình ñốt cháy bao gồm việc lưu trữ lâu trong môi trường nhiệt ñộ cao (bias stress). Thử

suất chứa chất này như Zyglo hay fluorescence. Khi linh kiện cần thử ñược ñưa vào áp
suất, chất này sẽ ñi vào trong ñơn vị, ảnh hưởng trên bề mặt bất kỳ của ñơn vị và ñi vào
các lổ hổng của ñơn vị. Sau thời gian ñịnh trước, lấy ñơn vị thử ra khỏi bồn thử, rửa sạch
với dung dịch thích hợp ñể tẩy lớp màu bề mặt, rồi ñặt ñơn vị vào black light. Nếu lớp
này phát quang, thì ñặc tính vật lý của nơi rĩ và ñường rĩ ñược quan sát. Do ñây là phép
thử hỏng hóc, nên thường ñược dùng ñể giám sát chứ không phải ñể thẩm tra sản phẩm.

3.6 Phát hiện nhiễu do va chạm phân tử (Particle Impact Noise Detection: PIND)
Phát hiện nhiễu do va chạm phân tử ñuợc dùng ñể phát hiện chất hàn dạng hạt
(solder balls) và chất khác có trong lớp võ ñóng gói hàn kín. ðơn vị thử ñuợc gắn vào
ñầu một cảm biến, ñược rung ñến tần số và biên ñộ cho trước, tạo sốc với xung (to
loosen any particles). Tín hiệu từ cảm biến chuyển ñổi ñuợc giám sát ñể phát hiện tín
hiệu âm học từ loose particles và ñược thể hiện trên dao ñộng ký. Bầt kỳ tín hiệu ringing
hay spike nào ñều là dấu hiệu hiện diện các particles lạ bên trong gói, có nguyên nhân do
thiết bị thải ra. Tự thân thử nghiệm thì có rất ít vấn ñề. Thí dụ, vật thử có cấu tạo là
nguyên nhân của việc ñọc kết quả sai do hạt từ ferrit (loose ferrite beads), lõi biến áp
(transformer material), dây quấn (coils), vòng dây (wireloops), etc, ðây là ñọc sai do
kết quả không tương quan với vấn ñề hạt di chuyển (loose particle). Các vấn ñề khác về
thử nghiệm xuất hiện do thiếu phương tiện phát hiện rò ñiện, từ các tín hiệu nhiễu xuất
hiện từ chuyển mạch, ñường dây tải ñiện, tín hiệu chính (mainstream) từ phân xưởng, và
các tín hiệu khác. Các kết quả thử nghiệm cần ñược xem lại.

3.7 Nhiểm ion (ion hóa)
Thử nghiệm nhiễm ion ñược dùng giám sát quá trình hàn sạch. Một mẫu bo mạch vừa
ráp ñược lấy từ dây chuyền sau khi ñược làm sạch lần cuối và trước bước lắp ghép kế
tiếp. Các bo mạch này ñược ñặt trong một chậu cồn và nước, lắc mạnh với giá trị ñiện trở
cho trước. Nếu trong bo mạch xuất hiện bất kỳ dòng chảy nào cho thấy là bị hoà tan trong
nước hay cồn, thì sẽ làm giảm ñiện trở của bồn thử. ðiều này cho thấy là quá trình làm
sạch chưa tốt và cần thay lưu chất tẩy. Chú ý là bo mạch phải ñuợc cầm giữ ñúng cách
(thí dụ dùng găng tay, ) sau khi tẩy rửa xong, hay khi ñã loại bỏ bo mạch hỏng. Mức ñộ

Thử nghiệm làm gia tốc ảnh hưởng hơi ẩm trên linh kiện. Giảm cấp xuất hiện nếu vật
liệu có vấn ñề về hấp thu ẩm và/hay ẩm ướt bề mặt, bao gồm yếu tố ăn mòn (corrosion),
thay ñổi ñặc tính về ñiện, phản ứng ñiện hóa, và các yếu tố khác. Có hai dạng thử
nghiệm; thứ nhất là là ñặt phần tử thử trong môi trường ẩm ướt ổn ñịnh với nhiệt ñộ cao.
Chương 9 mô tả mô hình thử nghiệm tăng cường dùng trong ước lượng ảnh hưởng của
yếu tố gia tốc so với ñiều kiện vận hành tại hiện trường. Thử nghiệm này ñược dùng cùng
với power cycling với yếu tố phân cực bật/tắt ñiện, trong bốn giờ. ðiều này ñẩy mạnh
các phát triển hình cây (dendrite growth) hay ảnh hưởng của yếu tố ăn mòn do nhiểm iôn
trong vật liệu, xuất hiện trong quá trình sản xuất. Trong giai ñoạn tắt ñiện, ẩm mốc vươn
tới linh kiện tỏa nhiệt quá nhiều khi có ñiện. Thử nghiệm này còn ñược dùng minh họa
ảnh hưởng nổi tiếng là “popcorn” xuất hiện khi ñóng gói plastic (plastic encapsulants).
Vấn ñề này xuất hiện khi vật liệu ñóng gói kín bị nhiểm ẩm quá nhiều. Trong quá trình
chì chảy ngược (solder reflow process) khi sản xuất, chất plastic hay võ bọc nở nhanh và
gảy vỡ, làm nổ tương tự như bắp rang do yếu tố nhiểm ẩm quá nhiều. Một phương pháp
thử nghiệm ẩm khác là ñặt linh kiện trong phòng có chu kỳ nhiệt ñộ khi ẩm ñộ tăng và
ñược giữ ổn ñịnh. ðiều này ñẩy mạnh ảnh huởng “hô hấp: breathing”cho phép ẩm tác
dụng vào các vết rạn hay nứt nhỏ. Vào cuối chu kỳ 24 giờ, nhiệt ñộ ñược giảm xuống ñến
–10°C hay –20°C. Các vết ẩm trong vật liệu sẽ ñông lại và nở ra, tăng cường quá trình
rạn và nứt. Kết quả là có sự suy giảm chất lượng về ñiện, và ñiện áp (voltage breakdown)
do ñiện trở cách ñiện bị giảm.

3.11 Thử nghiệm stress gia tốc cao (HAST: Highly Accelated Stress Test)
Quá trình thử nghiệm stress gia tốc cao HAST (Highly Accelerated Stress Test)
tạo ra cùng ảnh hưởng với thử nghiệm với ẩm ñộ không ñổi như vừa mô tả trên nhưng
ñược thực hiện trong thời gian ngắn hơn. Thực hiện bằng cách ñưa nhiệt ñộ cao hơn vào
trong một phòng ẩm ñộ (>100°C) so với trường hợp thử ổn ñịnh (thuờng là 85°C). Có thể
ñạt ñược nhiệt ñộ cao nay bằng cách dùng phòng kín HAST ñặc biệt. Phòng kín này tạo
ra áp suất cao hơn áp suất khí quyển, làm nhiệt ñộ cao hơn nhiệt ñộ nước sôi (>100°C)
trong môi trường kiểm soát ẩm ñộ. Thử nghiệm thực hiện với ñộ ẩm tại 85°C và 85% ẩm
ñộ tương ñối (RH) với môi trường ổn ñịnh trong 1000 giờ (tức là tương ứng khoảng tuổi

hóc và xác ñịnh nguồn gốc của chúng. Việc thẩm tra 100% ñược duy trì cho ñến khi kiểm
soát ñuợc quá trình. Tại ñiểm này, thực hiện việc giám sát. Giám sát cũng bao hàm cả
HALT trong một thời khoảng nhất ñịnh, bảo ñảm là không phá hỏng ngưỡng an toàn của
sản phẩm có ñuợc trong giai ñoạn ñánh giá. Do ñó, cần so sánh kiến thức về giới hạn môi
trường của HALT và HASS với ñặc trưng do khách hàng yêu cầu. ðiều này cung cấp
mức tin cậy về kỹ thuật trong thiết kế thích hợp của việc thẩm tra và thử nghiệm giám sát
tiếp theo. Các yếu tố thực tế là rất quan trọng ñể cung cấp sản phẩm có ñộ tin cậy cao
nhất.