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高壓蒸煮試驗(yàn)（PCT ）

作者： salmon范編輯：瑞凱儀器來源： m.gsll88.com 發(fā)布日期： 2021.08.19

    高壓蒸煮試驗(yàn)PCT (Pressure Cooker Test）是國內(nèi)外常用的耐濕性加速試驗(yàn)。PCT 試驗(yàn)條什是恒溫、恒壓、相對(duì)濕度100%。把器件置于密閉系統(tǒng)，通過改變溫度進(jìn)行兒個(gè)應(yīng)力組的試驗(yàn)，得到器件的失效分布規(guī)律，從而推出常溫、常壓、100%RH 時(shí)器件的壽命特征。由PCT試驗(yàn)不能得到低于100%RH（如:85%或70%RH）的通常環(huán)境下相對(duì)濕度的壽命情況。
    由于PCT試驗(yàn)在相對(duì)濕度100%的條件下進(jìn)行，所以在試驗(yàn)器件樣品表面及試驗(yàn)箱內(nèi)容易有水珠凝結(jié)，并且試驗(yàn)箱頂部水珠易滴落在器什樣品表面。盡管可以在器件上方放置防護(hù)罩避免水珠滴落，但在試獫過程中，器件的溫升速度慢于周圍水蒸氣的溫升速度，所以不能避免水珠凝結(jié)在器件表面。而HAST試驗(yàn)箱則避免了水珠滴落現(xiàn)象。
    高壓蒸煮試驗(yàn)（PCT）設(shè)備規(guī)格參數(shù)
高壓蒸煮試驗(yàn)機(jī)（PCT）

    參考標(biāo)準(zhǔn)
    IEC60068-2-66、JESD22-A102-B、EIAJED4701、EIA/JESD22
    高壓蒸煮試驗(yàn)(PCT)的失效現(xiàn)象
    濕氣所引起的故障原因：水汽滲入、聚合物材料解聚、聚合物結(jié)合能力下降、腐蝕、空洞、線焊點(diǎn)脫開、引線間漏電、芯片與芯片粘片層脫開、焊盤腐蝕、金屬化或引線間短路。
    水汽對(duì)電子封裝可靠性的影響：腐蝕失效、分層和開裂、改變塑封材料的性質(zhì)。
    PCT對(duì)PCB的故障模式：起泡(Blister)、斷裂(Crack)、止焊漆剝離(SR de-lamination)。
    半導(dǎo)體的PCT測試：PCT主要是測試半導(dǎo)體封裝之抗?jié)駳饽芰?，待測品被放置嚴(yán)苛的溫濕度以及壓力環(huán)境下測試，如果半導(dǎo)體封裝的不好，濕氣會(huì)沿者膠體或膠體與導(dǎo)線架之接口滲入封裝體之中，常見的故裝原因：爆米花效應(yīng)、動(dòng)金屬化區(qū)域腐蝕造成之?dāng)嗦贰⒎庋b體引腳間因污染造成之短路..等相關(guān)問題。
    PCT對(duì)IC半導(dǎo)體的可靠度評(píng)估項(xiàng)目：DA Epoxy、導(dǎo)線架材料、封膠樹脂
    腐蝕失效與IC：腐蝕失效(水汽、偏壓、雜質(zhì)離子)會(huì)造成IC的鋁線發(fā)生電化學(xué)腐蝕，而導(dǎo)致鋁線開路以及遷移生長。
    塑封半導(dǎo)體因濕氣腐蝕而引起的失效現(xiàn)象：
    由于鋁和鋁合金價(jià)格便宜，加工工藝簡單，因此通常被使用爲(wèi)集成電路的金屬線。從進(jìn)行集成電路塑封制程開始，水氣便會(huì)通過環(huán)氧樹脂滲入引起鋁金屬導(dǎo)線産生腐蝕進(jìn)而産生開路現(xiàn)象，成爲(wèi)質(zhì)量管理爲(wèi)頭痛的問題。雖然通過各種改善包括采用不同環(huán)氧樹脂材料、改進(jìn)塑封技術(shù)和提高非活性塑封膜爲(wèi)提高産質(zhì)量量進(jìn)行了各種努力，但是隨著日新月異的半導(dǎo)體電子器件小型化發(fā)展，塑封鋁金屬導(dǎo)線腐蝕問題至今仍然是電子行業(yè)非常重要的技術(shù)課題。
    鋁線中産生腐蝕過程：
    ① 水氣滲透入塑封殼內(nèi)→濕氣滲透到樹脂和導(dǎo)線間隙之中
    ② 水氣滲透到芯片表面引起鋁化學(xué)反應(yīng)
    加速鋁腐蝕的因素：
    ①樹脂材料與芯片框架接口之間連接不夠好(由于各種材料之間存在膨脹率的差異)
    ②封裝時(shí)，封裝材料摻有雜質(zhì)或者雜質(zhì)離子的污染(由于雜質(zhì)離子的出現(xiàn))
    ③非活性塑封膜中所使用的高濃度磷
    ④非活性塑封膜中存在的缺陷
    爆米花效應(yīng)(Popcorn Effect)：
    說明：原指以塑料外體所封裝的IC，因其芯片安裝所用的銀膏會(huì)吸水，一旦末加防范而徑行封牢塑體后，在下游組裝焊接遭遇高溫時(shí)，其水分將因汽化壓力而造成封體的爆裂，同時(shí)還會(huì)發(fā)出有如爆米花般的聲響，故而得名，當(dāng)吸收水汽含量高于0.17%時(shí)，[爆米花]現(xiàn)象就會(huì)發(fā)生。近來十分盛行P-BGA的封裝組件，不但其中銀膠會(huì)吸水，且連載板之基材也會(huì)吸水，管理不良時(shí)也常出現(xiàn)爆米花現(xiàn)象。
水汽進(jìn)入IC封裝的途徑：
    1.IC芯片和引線框架及SMT時(shí)用的銀漿所吸收的水
    2.塑封料中吸收的水分
    .塑封工作間濕度較高時(shí)對(duì)器件可能造成影響；
    4.包封后的器件，水汽透過塑封料以及通過塑封料和引線框架之間隙滲透進(jìn)去，因?yàn)樗芰吓c引線框架之間只有機(jī)械性的結(jié)合，所以在引線框架與塑料之間難免出現(xiàn)小的空隙。
    備注：只要封膠之間空隙大于3.4*10^-10m以上，水分子就可穿越封膠的防護(hù)
    備注：氣密封裝對(duì)于水汽不敏感，一般不采用加速溫濕度試驗(yàn)來評(píng)價(jià)其可靠性，而是測定其氣密性、內(nèi)部水汽含量等。

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