高压加速老化测试在芯片可靠性分析中的应用

塑封器件失效问题分类
在现代电子制造行业中，塑封器件的可靠性是确保电子产品长期稳定运行的关键因素。器件的失效问题通常被分为早期失效和使用期失效两大类。早期失效多是由于设计或工艺上的失误引起的质量缺陷，这些问题通常可以通过常规的电性能检测和筛选来识别和排除。相对而言，使用期失效则涉及到器件在使用过程中因时间积累和应力条件变化而逐渐显现的潜在缺陷，例如受潮、腐蚀、机械应力、电过应力和静电放电等环境因素引起的失效。

PCT高压加速老化测试的重要性
为了评估和提高半导体封装的可靠性，PCT（高压加速老化测试）成为一种重要的测试手段。PCT测试主要模拟半导体封装在高温、高湿和高压环境下的抗湿气能力，通过将待测产品置于这样的环境中，可以加速湿气渗透进封装体内的进程，从而快速识别可能因湿气引起的各种失效模式，如爆米花效应、金属化区域腐蚀导致的断路，或者封装体引脚间因污染而造成的短路等。

爆米花效应示意图

PCT测试概念与应用
PCT测试的概念源自于压力锅蒸煮试验或饱和蒸汽试验，其核心在于利用严苛的温度、饱和湿度以及压力条件来测试待测品的耐高湿能力。对于印刷线路板(PCB&FPC)而言，PCT测试可以用于评估材料吸湿率和进行高压蒸煮试验。


对于半导体封装，PCT测试则专注于评估封装体的抗湿气能力，因为封装的密封性不佳可能导致湿气沿着胶体或胶体与导线架的接口渗入，引发一系列可靠性问题。

PCT测试的参考标准
PCT高压加速老化测试的参考标准涵盖了国际电工委员会（IEC）和电子工业联盟（EIA/JESD）等多个组织制定的规范，如IEC60068-2-66、JESD22-A102-B、EIAJED4701、EIA/JESD22等，这些标准为测试提供了详细的指导和评判依据。金鉴实验室不仅能够提供标准的测试服务，还能根据客户需求，提供定制化的测试方案，帮助客户优化产品设计，提升产品竞争力。

PCT测试中的失效现象
在PCT测试中可能观察到的失效现象多种多样，包括但不限于腐蚀失效、塑封半导体因湿气腐蚀而引起的失效、θ10℃法则影响下的产品寿命缩短、湿气引起的各种故障、铝线腐蚀过程、爆米花效应、水汽进入IC封装的途径、外引脚锡短路以及湿气造成的封装体内部腐蚀等。

PCT测试设备与条件
为了进行有效的PCT测试，需要使用专门的PCT高压蒸煮老化试验箱，这种设备能够提供+105℃至+162.5℃的温度范围和100%R.H的湿度范围。试验箱采用流体仿真设计技术和产品工艺制造技术，内胆设计为双层圆弧结构，以防止试验过程中的结露滴水现象，避免产品受到过热蒸汽的直接冲击。此外，全自动补水功能和前置式水位确认装置确保了测试的连续性和准确性。

高度加速寿命试验机

PCT测试的价值与展望
通过PCT测试，电子制造商可以有效地评估和提高其产品在高湿环境下的可靠性，及时发现并解决潜在的封装问题，从而确保电子产品在各种环境条件下的稳定性和耐用性。随着电子技术的不断进步和产品性能要求的提高，PCT测试将继续在电子行业中扮演着至关重要的角色。