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高壓蒸煮試驗（PCT ）

作者： salmon范編輯：瑞凱儀器來源： www.7950293.net.cn 發布日期： 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，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象。
    高壓蒸煮試驗（PCT）設備規格參數
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濕氣能力，待測品被放置嚴苛的溫濕度以及壓力環境下測試，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，水氣便會通過環氧樹脂滲入引起鋁金屬導線産生腐蝕進而産生開路現象，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展，塑封鋁金屬導線腐蝕問題至今仍然是電子行業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)
    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]現象就會發生。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爆米花現象。
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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