聚焦瑞凱,傳遞環境檢測行業新動態

高壓蒸煮試驗(PCT )

作者: salmon范 編輯(ji): 瑞凱儀器 來源: bibil.cn 發布日期: 2021.08.19
    高壓(ya)蒸煮試(shi)驗(yan)(yan)PCT (Pressure Cooker Test)是國內外常用的(de)(de)(de)耐濕(shi)性(xing)加(jia)速試(shi)驗(yan)(yan)。PCT 試(shi)驗(yan)(yan)條什(shen)是恒(heng)(heng)溫(wen)、恒(heng)(heng)壓(ya)、相對(dui)濕(shi)度100%。把器(qi)件(jian)(jian)置于(yu)密閉系統,通(tong)過改變溫(wen)度進行兒個(ge)應力組的(de)(de)(de)試(shi)驗(yan)(yan),得到(dao)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)失效分布規律,從而推出常溫(wen)、常壓(ya)、100%RH 時器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)壽(shou)命特征。由PCT試(shi)驗(yan)(yan)不能得到(dao)低(di)于(yu)100%RH(如:85%或(huo)70%RH)的(de)(de)(de)通(tong)常環境下(xia)相對(dui)濕(shi)度的(de)(de)(de)壽(shou)命情況(kuang)。
    由(you)于(yu)PCT試(shi)驗(yan)(yan)在(zai)相對(dui)濕度100%的(de)條件(jian)(jian)下進(jin)行(xing),所(suo)以(yi)在(zai)試(shi)驗(yan)(yan)器件(jian)(jian)樣品(pin)表(biao)面及試(shi)驗(yan)(yan)箱內容(rong)易(yi)有水珠(zhu)(zhu)凝(ning)結(jie),并且(qie)試(shi)驗(yan)(yan)箱頂部水珠(zhu)(zhu)易(yi)滴(di)落(luo)在(zai)器什樣品(pin)表(biao)面。盡管可以(yi)在(zai)器件(jian)(jian)上方放置防護罩避(bi)免(mian)(mian)水珠(zhu)(zhu)滴(di)落(luo),但在(zai)試(shi)獫過程中,器件(jian)(jian)的(de)溫(wen)升速度慢于(yu)周圍水蒸氣(qi)的(de)溫(wen)升速度,所(suo)以(yi)不能(neng)避(bi)免(mian)(mian)水珠(zhu)(zhu)凝(ning)結(jie)在(zai)器件(jian)(jian)表(biao)面。而HAST試(shi)驗(yan)(yan)箱則避(bi)免(mian)(mian)了水珠(zhu)(zhu)滴(di)落(luo)現象(xiang)。
    高壓蒸煮試驗(PCT)設備規格參數
高壓蒸煮試驗機(PCT)
    參考標準
    IEC60068-2-66、JESD22-A102-B、EIAJED4701、EIA/JESD22
    高壓蒸煮試驗(PCT)的失效現象
    濕氣(qi)所引起的(de)故障原(yuan)因(yin):水汽滲(shen)入、聚合(he)(he)物(wu)材料(liao)解聚、聚合(he)(he)物(wu)結合(he)(he)能力下降、腐蝕、空(kong)洞、線(xian)(xian)焊點脫開(kai)、引線(xian)(xian)間(jian)漏(lou)電(dian)、芯片與(yu)芯片粘片層脫開(kai)、焊盤腐蝕、金屬化或引線(xian)(xian)間(jian)短路。
    水汽對電子(zi)封(feng)裝可(ke)靠性的(de)(de)影(ying)響(xiang):腐蝕失效(xiao)、分層和開裂、改變塑(su)封(feng)材料(liao)的(de)(de)性質。
    PCT對PCB的故障(zhang)模式:起泡(Blister)、斷(duan)裂(Crack)、止焊漆剝(bo)離(SR de-lamination)。
    半(ban)導體(ti)(ti)的(de)(de)PCT測(ce)(ce)試:PCT主要是測(ce)(ce)試半(ban)導體(ti)(ti)封裝之抗濕氣能力(li),待(dai)測(ce)(ce)品被放置嚴苛的(de)(de)溫濕度以(yi)及壓力(li)環境(jing)下(xia)測(ce)(ce)試,如(ru)果半(ban)導體(ti)(ti)封裝的(de)(de)不(bu)好,濕氣會沿者(zhe)膠體(ti)(ti)或(huo)膠體(ti)(ti)與導線架之接口(kou)滲(shen)入封裝體(ti)(ti)之中(zhong),常見的(de)(de)故裝原因(yin):爆米花效應、動金屬化區域(yu)腐(fu)蝕(shi)造(zao)成之斷路、封裝體(ti)(ti)引腳間因(yin)污染造(zao)成之短路..等相關問題。
    PCT對IC半導體的可靠度評估項目(mu):DA Epoxy、導線架材料、封膠樹脂
    腐(fu)蝕失效(xiao)與(yu)IC:腐(fu)蝕失效(xiao)(水汽、偏壓(ya)、雜(za)質離子)會造(zao)成IC的鋁線(xian)(xian)發生(sheng)電化學腐(fu)蝕,而導致(zhi)鋁線(xian)(xian)開路以及遷移(yi)生(sheng)長。
    塑(su)封半導(dao)體因濕(shi)氣(qi)腐蝕而(er)引起的失效現象:
    由(you)于鋁(lv)(lv)和(he)鋁(lv)(lv)合金價格便宜,加工工藝簡單,因此通常(chang)被使用爲(wei)(wei)集(ji)成電(dian)路的金屬(shu)線。從進(jin)行集(ji)成電(dian)路塑封制(zhi)程開(kai)(kai)始,水氣便會通過環氧樹(shu)(shu)脂滲入引起(qi)鋁(lv)(lv)金屬(shu)導(dao)(dao)線産(chan)(chan)生腐蝕進(jin)而産(chan)(chan)生開(kai)(kai)路現象,成爲(wei)(wei)質(zhi)量(liang)管理爲(wei)(wei)頭痛的問題(ti)。雖然通過各種改(gai)善包括采用不同環氧樹(shu)(shu)脂材(cai)料、改(gai)進(jin)塑封技術和(he)提高非活性塑封膜爲(wei)(wei)提高産(chan)(chan)質(zhi)量(liang)量(liang)進(jin)行了(le)各種努力,但(dan)是隨著日新月(yue)異的半導(dao)(dao)體電(dian)子器(qi)件(jian)小型化發展,塑封鋁(lv)(lv)金屬(shu)導(dao)(dao)線腐蝕問題(ti)至今仍(reng)然是電(dian)子行業非常(chang)重(zhong)要的技術課題(ti)。
    鋁線中産生腐蝕過程:
    ① 水氣滲透入塑封殼(ke)內→濕氣滲透到樹脂(zhi)和導(dao)線間隙之(zhi)中
    ② 水(shui)氣(qi)滲透(tou)到(dao)芯片(pian)表面引(yin)起鋁化學反(fan)應
    加速鋁腐蝕的因(yin)素:
    ①樹(shu)脂材(cai)料與芯片框架(jia)接口之間連接不夠(gou)好(由于各(ge)種(zhong)材(cai)料之間存在膨脹率的差異(yi))
    ②封(feng)裝(zhuang)時,封(feng)裝(zhuang)材料(liao)摻有(you)雜(za)質或者雜(za)質離子(zi)的(de)污染(由于雜(za)質離子(zi)的(de)出現)
    ③非(fei)活性塑封膜中所(suo)使用的(de)高濃度磷(lin)
    ④非活性塑封膜(mo)中存在的缺(que)陷
    爆(bao)米花效應(Popcorn Effect):
    說(shuo)明:原(yuan)指以(yi)塑料外體所(suo)封(feng)裝的(de)IC,因其芯片安裝所(suo)用的(de)銀膏會(hui)(hui)吸水,一旦末加防范而徑行封(feng)牢塑體后,在(zai)下游組(zu)裝焊接遭遇(yu)高溫時(shi),其水分將因汽化壓力而造(zao)成封(feng)體的(de)爆(bao)(bao)裂,同(tong)時(shi)還(huan)會(hui)(hui)發(fa)出有如爆(bao)(bao)米(mi)(mi)花般的(de)聲(sheng)響,故而得(de)名,當吸收水汽含量高于0.17%時(shi),[爆(bao)(bao)米(mi)(mi)花]現象就會(hui)(hui)發(fa)生(sheng)。近來十(shi)分盛行P-BGA的(de)封(feng)裝組(zu)件,不但其中(zhong)銀膠會(hui)(hui)吸水,且連載板之基材也會(hui)(hui)吸水,管理不良時(shi)也常(chang)出現爆(bao)(bao)米(mi)(mi)花現象。
水汽(qi)進入IC封裝(zhuang)的途徑:
    1.IC芯片和(he)引線(xian)框(kuang)架及SMT時用的(de)銀漿所吸收的(de)水
    2.塑封料中吸(xi)收的水分
    .塑封工作間濕度較高(gao)時對器件可(ke)能造成影響;
    4.包封后的(de)(de)器件(jian),水汽透(tou)過塑(su)封料(liao)以及(ji)通(tong)過塑(su)封料(liao)和引線框架之間隙(xi)滲透(tou)進(jin)去,因為塑(su)料(liao)與引線框架之間只(zhi)有(you)機械性的(de)(de)結合(he),所以在引線框架與塑(su)料(liao)之間難免出現(xian)小的(de)(de)空隙(xi)。
    備注:只要封膠之間空(kong)隙大于3.4*10^-10m以上,水分(fen)子(zi)就可穿越封膠的防護
    備注(zhu):氣密封(feng)裝對于(yu)水(shui)汽不敏(min)感,一般不采用加速(su)溫(wen)濕度(du)試驗來評價其可靠性,而是測定其氣密性、內部水(shui)汽含(han)量(liang)等。
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