圧力鍋試験用PCTチャンバー

• PCTテストの目的と適用（1）

  Oct 12, 2024

  PCTテストの目的と応用（1）PCTテストは、一般的に圧力鍋調理テストまたは飽和蒸気テストとして知られており、最も重要なのは、テスト対象製品を過酷な温度、飽和湿度（100％RH）[飽和水蒸気]および圧力環境下でテストし、テスト製品の高湿度耐性をテストすることです。プリント基板（PCB＆FPC）の場合、材料の吸湿テスト、高圧調理テストを実行するために使用されます...テストの目的は、テスト対象製品が半導体である場合、半導体パッケージの耐湿性をテストするために使用されます。テスト対象製品は、過酷な温度、湿度、圧力環境に置かれます。半導体パッケージが良好でない場合、水分はコロイドに沿って、またはコロイドと導体フレームの界面に沿ってパッケージに浸透します。ポップコーン効果、動的金属化領域の腐食によって引き起こされる開回路、パッケージピン間の汚染によって引き起こされる短絡...およびその他の関連する問題。圧力消化試験（PCT）構造：試験室は圧力容器で構成されており、100% (湿潤) 環境を作り出すことができる温水器が含まれています。PCT 試験後の試験対象製品のさまざまな故障は、大量の水蒸気の凝縮と浸透によって引き起こされる可能性があります。バスタブ曲線:バスタブ曲線（バスタブ曲線、故障期間）は、バスタブ曲線、スマイル曲線とも呼ばれ、主に早期死亡期間（初期故障期間）、正常期間（ランダム故障期間）、摩耗期間（劣化故障期間）を含むさまざまな期間における製品の故障率を示し、環境テストの信頼性テストボックスに従って、スクリーニングテスト、加速寿命テスト（耐久性テスト）および故障率テストに分けることができます。信頼性テストを実施するときは、「テスト設計」、「テスト実行」、「テスト分析」を全体として考慮する必要があります。一般的な故障期間:初期故障（早期死亡、初期死亡領域）：不完全な製造、欠陥のある材料、不適切な環境、不完全な設計。偶発故障期間（通常期間、耐用年数領域）：外部衝撃、誤用、環境条件の変動の変化、圧縮性能の低下。劣化故障期間（摩耗領域）：酸化、疲労老化、性能低下、腐食。環境ストレスと故障図の説明:ヒューズ航空の統計報告によると、電子製品の故障によって生じる環境ストレスの割合は、高さが2％、塩水噴霧が4％、ほこりが6％、振動が28％、温度と湿度が最大60％を占めており、電子製品が温度と湿度に与える影響は特に顕著ですが、従来の高温多湿テスト（40℃ / 90％RH、85℃ / 85％RH、60℃ / 95％RHなど）は時間がかかるため、材料の超音速速度を上げてテスト時間を短縮するために、加速テスト装置（HAST[高加速寿命試験機]、PCT[圧力ポット]）を使用して関連テストを実施できます。これは（劣化故障期間、摩耗期間）テストとも呼ばれます。

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• PCTテストの目的と応用（2）

  Oct 13, 2024

  PCTテストの目的と応用（2）θ 10℃ルール:製品寿命について議論する場合、一般的に[θ10℃ルール]という表現が使われ、簡単に説明すると[10℃ルール]と表現でき、周囲温度が10℃上昇すると、製品寿命は半分に短縮され、周囲温度が20℃上昇すると、製品寿命は4分の1に短縮されます。 このルールは、温度が製品の寿命（故障）にどのように影響するかを説明できます。反対に、製品の信頼性テストでは、周囲温度を上げて故障現象を加速させる、さまざまな加速寿命老化テストにも使用できます。湿気による故障の原因:水蒸気の浸入、ポリマー材料の脱重合、ポリマーの結合能力の低下、腐食、キャビテーション、ワイヤはんだ接合部の剥離、リード間の漏れ、ウェーハとウェーハの結合層の剥離、パッドの腐食、メタライゼーション、またはリード間の短絡。電子パッケージの信頼性に対する水蒸気の影響：腐食による破損、層間剥離、ひび割れ、プラスチックシーリング材料の特性の変化。PCB の PCT 故障モード:ブリスター、クラック、SR 剥離。半導体のPCT試験：PCT は主に半導体パッケージの耐湿性をテストするためのもので、テスト対象の製品は過酷な温度、湿度、圧力環境テストに置かれます。半導体パッケージが良好でない場合、水分はコロイドまたはコロイドとワイヤフレームのインターフェースに沿ってパッケージ内に浸透します。一般的なインストールの原因: ポップコーン効果、動的金属化領域の腐食による開回路、パッケージ ピン間の汚染による短絡... およびその他の関連問題。IC半導体のPCT信頼性評価:DA エポキシ、ワイヤーフレーム材料、シーリング樹脂の腐食障害および IC: 腐食障害 (水蒸気、バイアス、不純物イオン) により、IC アルミ線の電気化学的腐食が発生し、アルミ線の開回路とマイグレーションの成長につながります。プラスチック封止半導体の湿気腐食による故障現象：アルミニウムおよびアルミニウム合金は安価で加工が簡単なため、通常は集積回路の金属線として使用されます。集積回路の成形プロセスの初期から、水とガスがエポキシ樹脂を浸透してアルミニウム金属線の腐食を引き起こし、開回路現象が発生します。これは品質管理にとって最大の頭痛の種となります。異なるエポキシ樹脂材料の使用、プラスチック封止技術の改善、不活性プラスチック封止フィルムの改善など、さまざまな改善を通じて製品品質を向上させるためのさまざまな努力が行われてきましたが、半導体電子機器の小型化が急速に進むにつれて、プラスチック封止アルミニウム金属線の腐食問題は依然として電子産業における非常に重要な技術トピックです。アルミ線の腐食プロセス：①プラスチックのシーリングシェルに水が浸透→樹脂と電線の隙間に水分が浸透②水がウェーハ表面に浸透し、アルミニウムの化学反応を起こすアルミニウムの腐食を加速させる要因:①樹脂材料とウエハフレーム界面の接続が不十分（各種材料の膨張率の違いによる）②包装時に包装材が不純物や不純物イオンに汚染される（不純物イオンの出現による）③不活性プラスチック封止フィルムに使用されている高濃度のリン（４）不活性プラスチック封止フィルムの欠陥ポップコーン効果:もともとはプラスチック外装に封入されたICのことを指し、ウエハー取り付け時に使用する銀糊が水分を吸収するため、プラスチック外装が何の対策もなく密封されると、下流の組み立てや溶接で高温に遭遇すると、水が気化圧力で破裂し、ポップコーンのような音も発するため、このように名付けられました。吸収した水蒸気量が0.17%を超えると、[ポップコーン]現象が発生します。最近、P-BGAパッケージ部品が大人気で、銀糊が水分を吸収するだけでなく、シリアルボードの基板も水分を吸収し、管理が悪いとポップコーン現象がよく発生します。    

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• PCTテストの目的と応用（3）

  Oct 15, 2024

  PCTテストの目的と応用（3）水蒸気が IC パッケージに入る方法:1. ICチップやリードフレーム、SMTで使用される銀ペーストに吸収される水分2. プラスチックシーリング材に吸収された水分3. プラスチックシール室の湿度が高いと、装置に影響を及ぼす可能性があります。4. デバイスの封止後、プラスチックシーラントとプラスチックシーラントとリードフレームの間の隙間に水蒸気が浸透します。プラスチックとリードフレームの間には機械的な結合しかなく、リードフレームとプラスチックの間には必然的に小さな隙間ができます。注: シーラント間の隙間が 3.4*10^-10m より大きい限り、水分子はシーラント保護を通過できます。注: 気密パッケージは水蒸気に敏感ではないため、通常、信頼性を評価するために加速温度および湿度テストを使用するのではなく、気密性、内部の水蒸気含有量などを測定します。JESD22-A102 の PCT テストの説明:これは、水蒸気の凝縮または飽和水蒸気環境で、非気密パッケージ化されたデバイスの水蒸気に対する完全性を評価するために使用されます。サンプルは高圧下で凝縮された高湿度環境に置かれ、水蒸気がパッケージに入り、層間剥離層やメタライゼーション層の腐食などのパッケージの弱点が明らかになります。このテストは、新しいパッケージ構造やパッケージ本体の材料と設計の更新を評価するために使用されます。このテストには、実際のアプリケーション状況と一致しない内部または外部の故障メカニズムがいくつかあることに注意してください。吸収された水蒸気はほとんどのポリマー材料のガラス転移温度を下げるため、温度がガラス転移温度よりも高いと非現実的な故障モードが発生する可能性があります。外部ピンのスズ短絡: パッケージの外部ピン内の湿気によるイオン化効果により、イオン移動が異常に増加し、ピン間の短絡が発生します。湿気はパッケージ内部の腐食を引き起こします。パッケージング工程で湿気によって生じた亀裂は、ウェハーの表面に外部イオン汚染をもたらし、保護層のピンホール、亀裂、カバー不良などの表面欠陥を通過して半導体本体に入り込み、腐食や漏れ電流を引き起こします。このような問題は、バイアスが印加されると、障害が発生する可能性が高くなります。PCT試験条件:（PCB、PCT、IC半導体および関連材料をPCT[スチームポットテスト]に関する関連テスト条件で照合）PCTテストの目的と適用テスト名温度湿度時間アイテムをチェックしてメモを追加する欧州委員会121℃100%RH168時間その他のテスト時間: 24時間、48時間、96時間、168時間、240時間、336時間IPC-FC-241B-PCB銅積層板の引張剥離強度試験121℃100%RH100時間銅層の強度は1000 N/mであるべきであるIC-Auto Claveテスト121℃100%RH288時間 低誘電高耐熱多層基板121℃100%RH192時間 PCBプラグエージェント121℃100%RH192時間 PCB-PCT テスト121℃100%RH30分チェック: 層、気泡、白い斑点鉛フリーはんだ加速寿命1100℃100%RH8h高温多湿下で6か月に相当、活性化エネルギー =4.44eV鉛フリーはんだ加速寿命2100℃100%RH16時間高温多湿の1年間に相当、活性化エネルギー = 4.44eVIC鉛フリーテスト121℃100%RH1000時間500時間ごとにチェック液晶パネル接着試験121℃100%RH12時間 金属ガスケット121℃100%RH24時間 半導体パッケージテスト121℃100%RH500、1000時間 PCB吸湿試験121℃100%RH5、8時間 FPC吸湿試験121℃100%RH192時間 PCBプラグエージェント121℃100%RH192時間 低誘電率、高耐熱性を備えた多層材料121℃100%RH5h吸水率は0.4～0.6%未満高TGガラスエポキシ多層プリント基板材料121℃100%RH5h吸水率は0.55～0.65%未満高TGガラスエポキシ多層プリント基板 - 吸湿性リフロー溶接後の耐熱性試験121℃100%RH3hPCT試験終了後のリフロー溶接耐熱試験（260℃/30秒）マイクロエッチング水平ブラウニング（コブラボンド）121℃100%RH168時間 自動車用PCB121℃100%RH50、100時間 メインボード用PCB121℃100%RH30分 GBAキャリアボード121℃100%RH24時間 半導体デバイスの加速耐湿性試験121℃100%RH8h   

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