PCT试验方法CT测试标准PCT试验方法CT测试标准
-
PCT
试验一般称为压力锅蒸煮试验或是饱和蒸汽试验，最主要是将待测
品置于严苛之温度、
饱和湿度
(100%R.H.)[
饱和水蒸气
]
及压力环境下测试，
测试代测品耐高湿能力，
针对印刷线
路板
(PCB&FPC)
，用来进行材料吸湿率试验、高压蒸煮试验
..
等试验目的，如果待测品是半
导体的话，
则用来测试半导体封装之抗湿气能力，
待测品被放置严苛的温湿度以
及压力环境
下测试，如果半导体封装的不好，湿气会沿者胶体或胶体与导线架之接口渗入
封装体之中，
常见的故装原因：
爆米花效应、
< br>动金属化区域腐蚀造成之断路、
封装体引脚间因污染造成之
短路
..
等相关问题。
PCT
对
PCB
的故障模式：起泡
(Blis
ter)
、断裂
(Crack)
、止焊
漆剥离
(SR de-
lamination)
。
半导体的
PCT
测试：
PCT
< br>最主要是测试半导体封装之抗湿气能力，待测品被放置严苛的温湿
度以及压力环境
下测试，
如果半导体封装的不好，
湿气会沿者胶体或胶体与导线
架之接口渗
入封装体之中，
常见的故装原因：爆米花效应、动金
属化区域腐蚀造成之断路、封装体引脚
间因污染造成之短路
..
等相关问题。
PCT
对
IC
半导体的可靠度评估
项目：
DA
Epoxy
、导线架材料、封胶树脂
腐蚀失效与
IC
：腐蚀失效
(
水汽、偏压、杂质离子
)
会造成
IC
的铝线发生电化学腐蚀，而导
致铝线开路以及迁移
生长。
塑封半导体因湿气腐蚀而引起的失效现象：
< br>由于铝和铝合金价格便宜，
加工工艺简单，
因此通常被使
用爲集成电路的金属线。
从进行集
成电路塑封制程开始，
水气便会通过环氧树脂渗入引起铝金属导线産生腐蚀进而産生开路现
象
，
成爲质量管理最爲头痛的问题。
虽然通过各种改善包括采用不
同环氧树脂材料、
改进塑
封技术和提高非活性塑封膜爲提高産质
量量进行了各种努力，
但是随着日新月异的半导体电
子器件小型
化发展，塑封铝金属导线腐蚀问题至今仍然是电子行业非常重要的技术课题。
压力蒸煮锅试验
(PCT)
结构：
试验箱由一个压力容器组成，
压力容器包括一个能産生
100%(
润
湿
)
< br>环境的水加热器，待测品经过
PCT
试验所出现的不同失
效可能是大量水气凝结渗透所造
成的。
澡盆曲线：澡盆曲线
(Bathtub curve
、失效时期
)
，又用称为浴缸曲线、微笑曲线，主
要是
显示产品的于不同时期的失效率，
主要包含早夭期
(
早期失效期
)
、
正常期
(
随机失效期
)
、
损
耗期
(
退化失效期
)
，
以环境试验的可靠度试验箱来说得话，
可以分爲筛选试验、
加速寿命试
验
(
耐久性试验
)
及失效率试验等。
进行可靠性试验时
试验设计
、
试验执行
及
试验分析
应作爲一个整体来综
合考虑。
常见失效时期：
早期失效期
(
早夭期，
Infant Mortality Region)
：不够完善的生産、存在缺陷的材
料、不
合适的环境、不够完善的设计。
随机失效期
(
正常期，
Useful
Life
Region)
：外部震荡
、误用、环境条件的变化波动、不良
抗压性能。
退化失效期
(
损耗期，
We
arout
Region)
：氧化、疲劳老化、性能退化、腐蚀。
环境应力与失效关系图说明：
依据美
国
Hughes
航空公司的统计报告显示，环境应力造成电子产
品故障的比例来说，高度
占
2%
、盐雾
占
4%
、沙尘占
6%
< br>、振动占
28%
、而温湿度去占了高达
< br>60%
，所以电子产品对于
温湿度的影响特别显著，
但由于传统高温高湿试验
(
如：
40
℃
/90%R.H.
、
85
℃
/85%R.H.
、
60
℃
/95%R.H
.)
所需的时间较长，为了加速材料的吸湿速率以及缩短试验时间，可使用加速试验
设备
(HAST[
高度加速寿命试验机
]
、
PCT[
压力
锅
])
来进行相关试验，
也就所谓的<
/p>
(
退化失效期、
损耗期
< br>)
试验。
θ
10
℃法则：讨论産品寿命时，一
般采用
[
θ
10
℃法则
]
的表达方式，简单的说明可以表达
< br>爲
[10
℃规则
]
，当周围环境温度上升
10
℃时，産品寿命就会减少
一半；当周围环境温度上
升
20
℃时，
産品寿命就会减少到四分之一。
这种规则可以说明温度是如何
影响産品寿命
(
失效
)
的，
相反的产品的可靠度试验时，
也可以
利用升高环境温度来加速失效现象发生，进行各种加速寿命老化试验。
湿气所引起的故障原因：水汽渗入、聚合物材料解聚、聚合物结合能力下降、腐蚀、空洞、<
/p>
线焊点脱开、引线间漏电、芯片与芯片粘片层脱开、焊盘腐蚀、金属化或引线间短路。
水汽对电子封装可靠性的影响：腐蚀失
效、分层和开裂、改变塑封材料的性质。
铝线中産生腐蚀过程：
①
水气渗透入塑封壳内→湿气渗透到树脂和导线间隙之中
②
水气渗透到芯片表面引起铝化学反应
加速铝腐蚀的因素：
①树脂材料与芯
片框架接口之间连接不够好
(
由于各种材料之间存在膨胀率的差
异
)
②封装时，封装材料掺有杂质或者杂质离子的污染
(
由于杂质离子的出现
)
③非活性塑封膜中所使用的高浓度磷
④非活性塑封膜中存在的缺陷
爆米花效应
(Popcorn
Effect)
：
说明：原指以塑料
外体所封装的
IC
，因其芯片安装所用的银膏会吸水，一旦末加
防范而径
行封牢塑体后，
在下游组装焊接遭遇高温时，
其水分将因汽化压力而造成封体的爆裂，
同时
还
会发出有如爆米花般的声响，故而得名，当吸收水汽含量高于
0.17%
时，
[
爆米花
]
现象就
会发生。
近来十分盛行
P-BGA
的封装组件，
不但其中银胶会吸水，
且连载板之基材也会吸水，
管理不良时也常出现爆米花现象。
水汽进入
IC
封装的途径：
芯片和引线框架及
< br>SMT
时用的银浆所吸收的水
2.
塑封料中吸收的水分
3.
塑封工作间湿度较高时对器件可能造成影响；
4.
包封后的器件，
水汽透过塑封料以
及通过塑封料和引线框架之间隙渗透进去，
因为塑料与
引线框架
之间只有机械性的结合，所以在引线框架与塑料之间难免出现小的空隙。
备注：只要封胶之间空隙大于
3.4*10^-10m
以上，水分子就可穿越封胶的防护
备注：
< br>气密封装对于水汽不敏感，
一般不采用加速温湿度试验来评价其可靠性，
而是测定其
气密性、内部水汽含量等。
针对
JESD22-A102
的
PCT
试验说明：
用来评
价非气密封装器件在水汽凝结或饱和水汽环境下抵御水汽的完整性。
< br>样品在高压下处于凝结的、高湿度环境中，以使水汽进入封装体内，暴露出封装中的弱点，
如分层和金属化层的腐蚀。该试验用来评价新的封装结构或封装体中材料、设计的更新。