飽和蒸氣壽命試驗技術(shù)分析
飽和蒸氣壽命試驗機 PCT 可做哪些測試 作用是什么?
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半導體的PCT測試:PCT主要是測試半導體封裝之抗濕氣能力,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(huì )沿者膠體或膠體與導線(xiàn)架之接口滲入封裝體之中,常見(jiàn)的故裝原因:爆米花效應、動(dòng)金屬化區域腐蝕造成之斷路、封裝體引腳間因污染造成之短路..等相關(guān)問(wèn)題。
PCT對IC半導體的可靠度評估項目:DA Epoxy、導線(xiàn)架材料、封膠樹(shù)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(xiàn)發(fā)生電化學(xué)腐蝕,而導致鋁線(xiàn)開(kāi)路以及遷移生長(cháng)。
塑封半導體因濕氣腐蝕而引起的失效現象:
由于鋁和鋁合金價(jià)格便宜,加工工藝簡(jiǎn)單,因此通常被使用爲集成電路的金屬線(xiàn)。從進(jìn)行集成電路塑封制程開(kāi)始,水氣便會(huì )通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂滲入引起鋁金屬導線(xiàn)産生腐蝕進(jìn)而産生開(kāi)路現象,成爲質(zhì)量管理爲頭痛的問(wèn)題。雖然通過(guò)各種改善包括采用不同環(huán)氧樹(shù)脂材料、改進(jìn)塑封技術(shù)和提高非活性塑封膜爲提高産質(zhì)量量進(jìn)行了各種努力,但是隨著(zhù)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(xiàn)腐蝕問(wèn)題至今仍然是電子行業(yè)非常重要的技術(shù)課題。
飽和蒸氣壽命試驗(PCT)結構:試驗箱由一個(gè)壓力容器組成,壓力容器包括一個(gè)能産生(潤濕)環(huán)境的水加熱器,待測品經(jīng)過(guò)MAXCNA品源環(huán)試PCT試驗所出現的不同失效可能是大量水氣凝結滲透所造成的。
澡盆曲線(xiàn):澡盆曲線(xiàn)(Bathtub curve、失效時(shí)期),又用稱(chēng)為浴缸曲線(xiàn)、微笑曲線(xiàn),主要是顯示產(chǎn)品的于不同時(shí)期的失效率,主要包含早夭期(早期失效期)、正常期(隨機失效期)、損耗期(退化失效期),以環(huán)境試驗的可靠度試驗箱來(lái)說(shuō)得話(huà),可以分爲篩選試驗、加速壽命試驗(耐久性試驗)及失效率試驗等。進(jìn)行可靠性試驗時(shí)"試驗設計"、"試驗執行"及"試驗分析"應作爲一個(gè)整體來(lái)綜合考慮。
常見(jiàn)失效時(shí)期:
早期失效期(早夭期,Infant Mortality Region):不夠完善的生産、存在缺陷的材料、不合適的環(huán)境、不夠完善的設計。
隨機失效期(正常期,Useful Life Region):外部震蕩、誤用、環(huán)境條件的變化波動(dòng)、不良抗壓性能。
退化失效期(損耗期,Wearout Region):氧化、疲勞老化、性能退化、腐蝕。
環(huán)境應力與失效關(guān)系圖說(shuō)明:
依據美國Hughes公司的統計報告顯示,環(huán)境應力造成電子產(chǎn)品故障的比例來(lái)說(shuō),高度占2%、鹽霧占4%、沙塵占6%、振動(dòng)占28%、而溫濕度去占了高達60%,所以電子產(chǎn)品對于溫濕度的影響特別顯著(zhù),但由于傳統高溫高濕試驗(如:40℃/90%R.H.、85℃/85%R.H.、60℃/95%R.H.)所需的時(shí)間較長(cháng),為了加速材料的吸濕速率以及縮短試驗時(shí)間,可使用加速試驗設備(HAST[高度加速壽命試驗機]、PCT[壓力鍋])來(lái)進(jìn)行相關(guān)試驗,也就所謂的(退化失效期、損耗期)試驗。艾思荔PCT試驗箱
10℃法則:討論産品壽命時(shí),一般采用[θ10℃法則]的表達方式,簡(jiǎn)單的說(shuō)明可以表達爲[10℃規則],當周?chē)h(huán)境溫度上升10℃時(shí),産品壽命就會(huì )減少一半;當周?chē)h(huán)境溫度上升20℃時(shí),産品壽命就會(huì )減少到四分之一。
這種規則可以說(shuō)明溫度是如何影響産品壽命(失效)的,相反的產(chǎn)品的可靠度試驗時(shí),也可以利用升高環(huán)境溫度來(lái)加速失效現象發(fā)生,進(jìn)行各種加速壽命老化試驗。
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(xiàn)焊點(diǎn)脫開(kāi)、引線(xiàn)間漏電、芯片與芯片粘片層脫開(kāi)、焊盤(pán)腐蝕、金屬化或引線(xiàn)間短路。
水汽對電子封裝可靠性的影響:腐蝕失效、分層和開(kāi)裂、改變塑封材料的性質(zhì)。
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