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高壓蒸煮試驗（PCT ）

作者： salmon范編輯：瑞凱儀器來源： m.hlgsj12.cn 發(fā)布日期： 2021.08.19

    高壓蒸煮試驗PCT (Pressure Cooker Test）是國內外常用的耐濕性加速試驗。PCT 試驗條什是恒溫、恒壓、相對濕度100%。把器件置于密閉系統(tǒng)，通過改變溫度進行兒個應力組的試驗，得到器件的失效分布規(guī)律，從而推出常溫、常壓、100%RH 時器件的壽命特征。由PCT試驗不能得到低于100%RH（如:85%或70%RH）的通常環(huán)境下相對濕度的壽命情況。
    由于PCT試驗在相對濕度100%的條件下進行，所以在試驗器件樣品表面及試驗箱內容易有水珠凝結，并且試驗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在器件表面。而HAST試驗箱則避免了水珠滴落現(xiàn)象。
    高壓蒸煮試驗（PCT）設備規(guī)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(xiàn)象
    濕氣所引起的故障原因：水汽滲入、聚合物材料解聚、聚合物結合能力下降、腐蝕、空洞、線焊點脫開、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。
    PCT對PCB的故障模式：起泡(Blister)、斷裂(Crack)、止焊漆剝離(SR de-lamination)。
    半導體的PCT測試：PCT主要是測試半導體封裝之抗?jié)駳饽芰?，待測品被放置嚴苛的溫濕度以及壓力環(huán)境下測試，如果半導體封裝的不好，濕氣會沿者膠體或膠體與導線架之接口滲入封裝體之中，常見的故裝原因：爆米花效應、動金屬化區(qū)域腐蝕造成之斷路、封裝體引腳間因污染造成之短路..等相關問題。
    PCT對IC半導體的可靠度評估項目：DA Epoxy、導線架材料、封膠樹脂
    腐蝕失效與IC：腐蝕失效(水汽、偏壓、雜質離子)會造成IC的鋁線發(fā)生電化學腐蝕，而導致鋁線開路以及遷移生長。
    塑封半導體因濕氣腐蝕而引起的失效現(xiàn)象：
    由于鋁和鋁合金價格便宜，加工工藝簡單，因此通常被使用爲集成電路的金屬線。從進行集成電路塑封制程開始，水氣便會通過環(huán)氧樹脂滲入引起鋁金屬導線産生腐蝕進而産生開路現(xiàn)象，成爲質量管理爲頭痛的問題。雖然通過各種改善包括采用不同環(huán)氧樹脂材料、改進塑封技術和提高非活性塑封膜爲提高産質量量進行了各種努力，但是隨著日新月異的半導體電子器件小型化發(fā)展，塑封鋁金屬導線腐蝕問題至今仍然是電子行業(yè)非常重要的技術課題。
    鋁線中産生腐蝕過程：
    ① 水氣滲透入塑封殼內→濕氣滲透到樹脂和導線間隙之中
    ② 水氣滲透到芯片表面引起鋁化學反應
    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，封裝材料摻有雜質或者雜質離子的污染(由于雜質離子的出現(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(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，其水分將因汽化壓力而造成封體的爆裂，同時還會發(fā)出有如爆米花般的聲響，故而得名，當吸收水汽含量高于0.17%時，[爆米花]現(xiàn)象就會發(fā)生。近來十分盛行P-BGA的封裝組件，不但其中銀膠會吸水，且連載板之基材也會吸水，管理不良時也常出現(xiàn)爆米花現(xiàn)象。
水汽進入IC封裝的途徑：
    1.IC芯片和引線框架及SMT時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對器件可能造成影響；
    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去，因為塑料與引線框架之間只有機械性的結合，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
    備注：氣密封裝對于水汽不敏感，一般不采用加速溫濕度試驗來評價其可靠性，而是測定其氣密性、內部水汽含量等。

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