PCT测试目的与应用

1、PCT测试的目的及应用作者：江志宏说明： PCT试验一般称为压锅蒸煮试验或饱和蒸汽试验，最主要的是将被测品在严格的温度、饱和湿度(100%R.H.)饱和水蒸气及压力环境下进行试验，试验代测品的耐高湿能力，对印刷线路板(PCBFPC )进行半导体封装的耐湿性被测品在严格的温湿度和压力环境下进行了测试，如果半导体封装不良，湿气会沿着人的胶体和胶体与引线框架的界面侵入封装，常见的原因：爆米花效应、可动金属化区域的腐蚀导致的断线、封装引线间的污染导致的短路.压力蒸煮锅试验(PCT )结构：试验箱由压力容器构成，压力容器包括制造100% (湿)环境的水加热器，被测物经过PCT试验出现的不同故障可能是由于

2、大量水分凝结渗透所致。浴池曲线：浴池曲线(Bathtub curve，失效时期)，也称为浴池曲线，笑容曲线，主要表示产品在不同时期的失效率，主要进行包括早投标期(早期失效期)、正常期(随机失效期)、消耗期(退化失效期)在内的可靠性试验的情况下，“试验设施修订”、“试验一般有效期：提前到期(提前投标期、Infant Mortality Region ) :不完整的生产、有缺陷的材料、不适当的环境、不完整的设置修订。随机失效期(正常期、Useful Life Region ) :外部振动、误用、环境条件的变化、不良抗压性能。劣化失效期(消耗期、Wearout Region ) :氧化、疲劳劣化、性

3、能劣化、腐蚀。环境应力与破坏的关系图说明：据美国Hughes航空公司统一报告，环境压力引起的电子产品故障比例高达2%、盐雾4%、沙尘6%、振动28%、温湿度60%，因此电子产品对温湿度的影响尤为显着。 但是，由于传统的高温高湿试验(例如40/90%R.H .85/85%R.H .60/95%R.H.)所需时间长，因此要加速材料 10的法则：研究产品寿命时，一般采用“ 10的法则”的表现方式，简单的说明可以表现为“10的法则”，周围环境温度上升10时，产品寿命减半。 环境温度上升20时，产品寿命将减少四分之一。该规则可以说明温度如何影响产品的寿命(故障)，相反，对于产品的可靠性试验，也可以通过提

4、高环境温度加快故障现象的发生，进行各种加速寿命劣化试验。湿气引起的故障原因：水蒸气渗透、聚合物材料解聚、聚合物结合能力降低、腐蚀、空洞、引线垫脱落、引线间泄漏、晶片与晶片的粘合片层脱落、焊盘腐蚀、金属化、引线间短路。水蒸气对电子封装可靠性的影响：腐蚀不良，层与裂纹，改变模具材料的性质。基于PCT的PCB故障模式：泡沫、裂纹、阻焊剂剥离(SR de-lamination )。半导体的PCT测试： PCT主要测试半导体封装的耐湿气能力，被测品在严格的温湿度和压力环境下进行测试，如果半导体封装不好，湿气沿着人的胶体和胶体以及引线框架的接口渗透到封装中，常见的原因：波特PCT对IC半导体的可靠性评价项

5、目： DA Epoxy、引线框材料、密封树脂腐蚀不良和IC :腐蚀不良(水蒸气、偏压、杂质离子)对IC的铝线产生电化学腐蚀，引起铝线的开放和迁移生长。模制半导体的湿气腐蚀引起的故障现象：由于铝和铝合金价格便宜，加工工序简单，所以一般作为集成电路的金属线使用。 由于集成电路的成型工艺，水气在环氧树脂的渗透下可引起铝金属线的腐蚀，并引起开路现象，而品质管理则是最头疼的种类。 由于各种改进，包括采用不同的环氧树脂材料、改进模塑技术和提高惰性模塑薄膜在内，为提高产品质量作出了各种努力，但随着叶片日新月异的半导体电子器件小型化的发展，模塑铝金属线的腐蚀问题至今仍是电子行业非常重要的技术课题。铝线发生腐蚀

6、的过程：水分浸透到模制外壳内水分浸透到树脂和导线的间隙水气渗透到晶片表面引起铝化学反应；加速铝腐蚀的主要原因：树脂材料与晶片框架接口之间的连接不充分(由于各材料之间存在膨胀率的差异)封装时，封装材料中混入了杂质或杂质离子的污染(由于杂质离子的出现)。惰性模塑薄膜中使用的高浓度磷惰性模塑薄膜中存在的缺陷爆米花效果(Popcorn Effect ) :解释：指原本用塑料外壳封装的IC，用于安装该晶片的银浆吸水，一旦防止封装后，在下游焊接遇到高温，其水分在气化压力下封装破裂，同时发出爆米花一样的声音，因此被命名为吸水蒸气P-BGA的封装部件正在盛行，其中不仅银膏吸水，连载板的基材也吸水，管理不良时多

7、发爆米花现象。水蒸气进入IC封装的途径：1 .被IC芯片和引线框及SMT时使用的银膏吸收的水2 .被模制材料吸收的水分3 .模具作业间湿度高时，可能会影响设备4 .由于密封的装置水蒸气透过模制材料，通过模制材料和引线框的间隙而渗透，在塑料和引线框之间只有机械结合，所以无法避免引线框和塑料之间产生小的间隙。备注：如果密封剂间的间隙在3.4*10-10m以上，水分子就可以通过密封剂的防护备注：气密封装对水蒸气不敏感，不用加速温湿度试验评价可靠性，而是测定气密性、内部水蒸气含量等。爆米花效果的印象：对JESD22-A102的PCT试验说明：用于评价非气密元件对水蒸气冷凝或饱和水蒸气环境下的水蒸气的完

8、整性。样品处于高压下凝结的高湿度环境下，将水蒸气放入封装内，暴露了封装内的弱点，例如层和金属化层的腐蚀。 该测试用于评价新的封装结构和封装中的材料、设定订正的更新。请注意，本实验中会出现一些与实际使用情况不一致的内部或外部失效机制。 由于吸收的水蒸气会降低许多聚合物材料的玻璃化转变温度，如果温度高于玻璃化转变温度，可能会发生不现实的故障模式。外引线锡短路：由于封装外引线的湿气电离效应，离子迁移不能正常生长，发生引线间短路现象。(离子迁移)湿气对封装内部的腐蚀：湿气通过封装过程造成的裂伤，将外部离子污染带入晶片表面，通过表面的缺陷，如保护层的针孔、裂伤、间谍不良部位等，进入半导体原件中，引起腐蚀

9、及漏电流等问题，存在偏压PCT试验条件(整理PCB、PCT、IC半导体及相关材料有关PCT (蒸汽釜试验)的试验条件)考试名称温度湿度时间检查项目补充说明jedec-22战斗机121百分之百168小时其他试验时间： 24h、48h、96h、168h、240h、336hIPC-FC-241B-PCB复铜层压板剥离强度试验121百分之百100小时铜层强度为1000 N/m集成自动驾驶舱测试121百分之百288赫低介电高耐热多层板121百分之百192hPCB堵塞剂121百分之百192hPCB-PCT测试121百分之百30分钟检查：层次、气泡、白点无铅焊料加速寿命1100百分之百8h相当于高温高湿下6

10、个月，活性化能=4.44eV无铅焊料加速寿命2100百分之百16h相当于高温高湿翌年，活性化能=4.44eVIC无铅试验121百分之百1000h小时每五百小时检查一次液晶面板的密合性试验121百分之百12h金属垫片121百分之百24h半导体封装试验121百分之百500，1000小时PCB吸湿率试验121百分之百5，8小时FPC吸湿率试验121百分之百192hPCB堵塞剂121百分之百192h低介电常数高耐热性的多层板材料121百分之百5h吸水率为0.4 小于0.6 %高TG玻璃环氧多层印刷电路板材料121百分之百5h吸水率为0.55 小于0.65 %高TG玻璃环氧多层印刷线路板-吸湿后的回流焊接耐热性试验121百分之百3hPCT试验结束后，进行回流耐热性试验(260/30秒)微蚀刻型水平蟾蜍化(Co-Bra Bond )121百分之百168小时车辆用PCB121百分之百50，100小时主机板用PCB121百分之百30分钟GBA运营商板121百分之百24h半导体器件的加速湿电阻试验121百分之百8hJEDEC JESD22-A102-B饱和湿度试验说明：庆音PCT试验机执行JEDEC JESD22-A102-B饱和湿度(121/