高压加速老化试验系统的应用

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1、高压加速老化试验系统的应用一、系统概述高压加速老化试验一般称为压力锅蒸煮试验或是饱和蒸汽试验，最主要是将待测品置于严苛之温度、饱和湿度（100%R.H.）[饱和水蒸气]及压力环境下测试，测试代测品耐高湿能力，针对印刷线路板（PCB&FPC），用来进行材料吸湿率试验、高压蒸煮试验..等试验目的，如果待测品是半导体的话，则用来测试半导体封装之抗湿气能力，待测品被放置严苛的温湿度以及压力环境下测试，如果半导体封装的不好，湿气会沿者胶体或胶体与导线架之接口渗入封装体之中，常见的故障原因：爆米花效应、动金属化区域腐蚀造成之断路、封装体引脚间因污染造成之短路等相关问题。二、湿度压力对照表通过上边的图表，可

2、以看出湿度是恒定不变的100%R.H，温度和压力是成正比的增加，当设定温度为111摄氏度时，对应的压力为0.5Kg/cm2三、工作气流示意图通过以上图片，可以看出在密封的试验箱内部，底部是从水箱抽入的纯净水，通过被淹没在水中的加热管进行加热，在加热后水蒸气自然上浮，由于是密封的，那么对应的在温度越高的情况下，水蒸气就越多，内部的压力也随之而升高，在温度达到100摄氏度的时候，就默认的认为内部的水蒸气湿度为100%R.H.四、试验系统种类A、半导体行业测试的目的：测试半导体封装之抗湿气能力，待测品被放置严苛的温湿度以及压力环境下测试，如果半导体封装的不好，湿气会沿者胶体或胶体与导线架之接口渗入封

3、装体之中，常见的故障原因：爆米花效应、动金属化区域腐蚀造成之断路、封装体引脚间因污染造成之短路等相关问题。图一图一是新的半导体材料。图二为部分半导体材料在使用半年或一年之后出现的锈蚀、气泡的现象，通过在将半导体材料放入到PCT高压加速老化试验系统内部的进行一个10至48小时的高温、高湿、高压的试验环境，我们可以提前让半导体材料暴露出问题，更加快捷的帮助半导体研发部门，改善半导体材料的性能。图二半导体行业通过长时间的试验总结，得出引起半导体失效的主要原因是：由于铝和铝合金价格便宜，加工工艺简单，因此通常被使用爲集成电路的金属线。从进行集成电路塑封制程开始，水气便会通过环氧树脂渗入引起铝金属导线産

4、生腐蚀进而産生开路现象，成爲质量管理最爲头痛的问题。虽然通过各种改善包括采用不同环氧树脂材料、改进塑封技术和提高非活性塑封膜爲提高産质量量进行了各种努力，但是随着日新月异的半导体电子器件小型化发展，塑封铝金属导线腐蚀问题至今仍然是电子行业非常重要的技术课题。铝线中産生腐蚀过程： ①水气渗透入塑封壳内→湿气渗透到树脂和导线间隙之中 ②水气渗透到芯片表面引起铝化学反应 加速铝腐蚀的因素： ①树脂材料与芯片框架接口之间连接不够好（由于各种材料之间存在膨胀率的差异）②封装时，封装材料掺有杂质或者杂质离子的污染（由于杂质离子的出现） ③非活性塑封膜中所使用的高浓度磷 ④非活性塑封膜中存在的缺陷依据美国H

5、ughes航空公司的统计报告显示，环境应力造成电子产品故障的比例来说，高度占2%、盐雾占4%、沙尘占6%、振动占28%、而温湿度去占了高达60%，所以电子产品对于温湿度的影响特别显著，但由于传统高温高湿试验（如：40℃/90%R.H.、85℃/85%R.H.、60℃/95%R.H.）所需的时间较长，为了加速材料的吸湿速率以及缩短试验时间，可使用加速试验设备（HAST[高度加速寿命试验机]、PCT[压力锅]）来进行相关试验，也就所谓的（退化失效期、损耗期）试验。B、IC封装行业测试目的：IC封装体外引脚因湿气引起之电离效应，会造成离子迁移不正常生长，而导致引脚之间发生短路现象，湿气经过封装过程所

6、造成的裂伤，将外部的离子污染带到芯片表面，在经过经过表面的缺陷如：护层针孔、裂伤、被覆不良处..等，进入半导体原件里面，造成腐蚀以及漏电流..等问题，如果有施加偏压的话故障更容易发生。封装行业最著名的爆米花效应：爆米花效应（Popcorn Effect）： 说明：原指以塑料外体所封装的IC，因其芯片安装所用的银膏会吸水，一旦末加防范而径行封牢塑体后，在下游组装焊接遭遇高温时，其水分将因汽化压力而造成封体的爆裂，同时还会发出有如爆米花般的声响，故而得名，当吸收水汽含量高于0.17%时，[爆米花]现象就会发生。近来十分盛行P-BGA的封装组件，不但其中银胶会吸水，且连载板之基材也会吸水，管理不良时

7、也常出现爆米花现象。水汽进入IC封装的途径的分析： 1.IC芯片和引线框架及SMT时用的银浆所吸收的水 2.塑封料中吸收的水分 3.塑封工作间湿度较高时对器件可能造成影响； 4.包封后的器件，水汽透过塑封料以及通过塑封料和引线框架之间隙渗透进去，因为塑料与引线框架之间只有机械性的结合，所以在引线框架与塑料之间难免出现小的空隙。备注：只要封胶之间空隙大于3.4*10^-10m以上，水分子就可穿越封胶