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溫度循環(huán)試驗(yàn)的參數(shù)設(shè)定邏輯及科學(xué)實(shí)施路徑

嘉峪檢測網(wǎng)        2025-09-05 09:32

在追求卓越產(chǎn)品可靠性的征途中,早期失效如同潛伏的暗礁,常常在產(chǎn)品投放市場后帶來巨大損失。如何高效篩選出這些潛在的“脆弱者”?溫度循環(huán)試驗(yàn)(Temperature Cycling Test, TCT)憑借其模擬嚴(yán)酷熱應(yīng)力環(huán)境的能力,成為可靠性工程中不可或缺的利器。本文將深入探討溫度循環(huán)試驗(yàn)的價(jià)值、參數(shù)設(shè)定邏輯及科學(xué)實(shí)施路徑。

 

一、溫度循環(huán)試驗(yàn):早期故障篩選的“熱應(yīng)力顯微鏡”

 

1. 核心價(jià)值:激發(fā)與暴露潛在缺陷

 

加速失效機(jī)制:產(chǎn)品在服役中經(jīng)歷的溫度波動通常緩慢溫和,而TCT通過快速、大幅度的溫度變化,在實(shí)驗(yàn)室中加速誘發(fā)材料劣化過程(如熱疲勞、蠕變、界面分層),使原本數(shù)月甚至數(shù)年的潛在缺陷在幾天或幾周內(nèi)顯現(xiàn)。

 

聚焦界面與裝配弱點(diǎn):不同材料(如芯片、基板、焊料、外殼)熱膨脹系數(shù)(CTE)的差異是眾多失效的根源。TCT產(chǎn)生的循環(huán)熱機(jī)械應(yīng)力集中作用于異質(zhì)材料界面(焊點(diǎn)、粘接層、密封處)和機(jī)械結(jié)構(gòu)薄弱點(diǎn)(細(xì)導(dǎo)線、薄壁件、裝配間隙),精準(zhǔn)揭示因CTE不匹配導(dǎo)致的斷裂、開裂、空洞、接觸不良(“冷焊”)。

 

誘發(fā)“過不了關(guān)”的缺陷:篩選出在預(yù)期壽命內(nèi)必然失效的“早期故障品”(如存在嚴(yán)重工藝缺陷的焊點(diǎn)、存在微裂紋的陶瓷元件、密封不良的器件),而非僅影響壽命分布的“磨損型”失效。

 

2. 典型暴露的早期故障模式

 

電子組裝:焊點(diǎn)疲勞開裂/斷裂(最常見)、焊點(diǎn)空洞擴(kuò)大失效、芯片開裂、基板分層、BGA焊球翹曲失效、引線鍵合斷裂/脫落。

 

材料與結(jié)構(gòu):涂層/鍍層開裂剝落、密封失效(導(dǎo)致泄漏或濕氣侵入)、塑料件脆化開裂、金屬構(gòu)件熱疲勞裂紋、活動部件卡滯/潤滑失效。

 

電氣性能:間歇性開路/短路、接觸電阻劇增、參數(shù)漂移(由材料劣化或應(yīng)力敏感元件引起)。

 

3. 優(yōu)勢與局限

 

優(yōu)勢:高度針對性(熱機(jī)械失效)、效率高(加速)、成本相對可控、結(jié)果直觀(物理失效易觀察分析)。

 

局限:主要針對熱機(jī)械失效模式,對純電遷移、化學(xué)腐蝕(除非溫度誘發(fā))、某些緩慢退化機(jī)制加速效果有限;可能引入“過度篩選”(過于嚴(yán)苛導(dǎo)致本不該失效的好件失效)。

 

二、科學(xué)確定溫度循環(huán)試驗(yàn)參數(shù):平衡加速性與真實(shí)性

 

試驗(yàn)參數(shù)的設(shè)計(jì)是TCT成功的關(guān)鍵,需基于失效物理、產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境、材料特性及加速性要求進(jìn)行科學(xué)決策。

 

1. 核心參數(shù)及其確定邏輯

 

溫度范圍 (Temperature Range, ΔT):

 

應(yīng)用環(huán)境極值:分析產(chǎn)品預(yù)期經(jīng)歷的最高存儲溫度(Tmax)和最低存儲溫度(Tmin)。試驗(yàn)范圍應(yīng)覆蓋或適度超越此范圍(如環(huán)境-40℃ ~ +85℃,試驗(yàn)設(shè)為 -55℃ ~ +125℃)。

 

材料極限:高溫點(diǎn)須低于關(guān)鍵材料(塑料、彈性體、焊料、粘合劑)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、熔點(diǎn)或熱分解溫度,低溫點(diǎn)高于材料脆化溫度。避免引入非真實(shí)失效模式。

 

加速因子需求:在材料極限內(nèi),增大ΔT是最有效的加速手段。但過度增大(如遠(yuǎn)超實(shí)際環(huán)境)可能改變主導(dǎo)失效模式(如從焊料疲勞變?yōu)榇嘈詳嗔眩┗驅(qū)е?ldquo;過度篩選”。

 

理論基礎(chǔ):失效主要由循環(huán)溫差ΔT引起的熱應(yīng)變幅(Δε)驅(qū)動,Δε ∝ ΔT * |ΔCTE|。更大的ΔT產(chǎn)生更大的應(yīng)力/應(yīng)變,加速失效。

 

確定方法:

 

溫度變化速率 (Ramp Rate):

 

產(chǎn)品熱質(zhì)量與導(dǎo)熱性:確保產(chǎn)品內(nèi)部(尤其是熱質(zhì)量大的部位)能跟上試驗(yàn)箱設(shè)定的溫度變化速率。通常需要實(shí)測或仿真確認(rèn)內(nèi)部溫度梯度可接受。對于大型復(fù)雜產(chǎn)品或?qū)岵畹牟牧希ㄈ缢芰希?,速率需降低?/span>

 

標(biāo)準(zhǔn)參考:常用經(jīng)驗(yàn)值范圍為 5℃/min ~ 20℃/min。JEDEC、IPC、MIL-STD等標(biāo)準(zhǔn)對不同產(chǎn)品有推薦值(如JESD22-A104D常用10℃/min或15℃/min)。汽車電子(如AEC-Q100)可能要求更高(如15℃/min)。

 

失效模式關(guān)聯(lián):若關(guān)注厚陶瓷電容開裂等對熱沖擊敏感的問題,可能需要更高的速率(如>20℃/min甚至液氮/沸水沖擊)。

 

理論基礎(chǔ):快速的溫度變化產(chǎn)生更大的熱沖擊,加劇瞬時(shí)熱應(yīng)力(尤其在厚大或?qū)岵畹慕M件內(nèi)部),加速熱疲勞。但過慢則失去加速意義。

 

確定方法:

 

駐留時(shí)間 (Dwell Time, at Tmax & Tmin):

 

熱平衡時(shí)間:通過熱電偶實(shí)測產(chǎn)品內(nèi)部關(guān)鍵點(diǎn)的溫度,確定其達(dá)到設(shè)定溫度±2℃或±5℃所需時(shí)間。駐留時(shí)間必須大于此平衡時(shí)間(通常取平衡時(shí)間的1.5 - 2倍)。忽略此點(diǎn)會導(dǎo)致試驗(yàn)無效。

 

標(biāo)準(zhǔn)參考:常用范圍 10min - 60min。JEDEC等標(biāo)準(zhǔn)常規(guī)定義為達(dá)到平衡后至少10min或15min。

 

特殊機(jī)制:若特別關(guān)注高溫蠕變或低溫材料收縮效應(yīng),可適當(dāng)延長相應(yīng)駐留時(shí)間。

 

理論基礎(chǔ):確保產(chǎn)品整體達(dá)到并穩(wěn)定在目標(biāo)溫度,使熱應(yīng)力充分作用;對于某些失效機(jī)制(如蠕變松弛),足夠的高溫保持時(shí)間至關(guān)重要。

 

確定方法:

 

循環(huán)次數(shù) (Number of Cycles):

 

加速模型估算(最科學(xué)):

 

標(biāo)準(zhǔn)要求:參考行業(yè)或客戶標(biāo)準(zhǔn)(如AEC-Q100要求500或1000次循環(huán);MIL-STD-883 TM 1010.8有具體規(guī)定)。

 

經(jīng)驗(yàn)與風(fēng)險(xiǎn)承受:結(jié)合ΔT、速率的嚴(yán)苛程度,以及研發(fā)階段(早期篩選可能數(shù)百次,鑒定/驗(yàn)收需數(shù)千次)。常見范圍:篩選試驗(yàn)500 - 1000次,可靠性鑒定1000 - 3000次甚至更多。

 

Coffin-Manson 模型(適用于金屬/焊料熱疲勞):N_f = A * (ΔT)^(-α)。通過已知失效數(shù)據(jù)或類似產(chǎn)品數(shù)據(jù)擬合常數(shù)A和α,估算目標(biāo)ΔT下達(dá)到失效所需的循環(huán)數(shù)Nf。目標(biāo)壽命所需試驗(yàn)次數(shù) ≈ (目標(biāo)壽命內(nèi)現(xiàn)場溫度循環(huán)次數(shù)) / (試驗(yàn)單個(gè)循環(huán)等效的現(xiàn)場循環(huán)數(shù))。

 

諾里斯-蘭茲伯格模型(修正Coffin-Manson,考慮平均溫度影響)。

 

理論基礎(chǔ):累積損傷導(dǎo)致最終失效。所需次數(shù)取決于試驗(yàn)的加速程度(即單個(gè)循環(huán)造成的損傷量)和產(chǎn)品目標(biāo)壽命要求。

 

確定方法:

 

高低溫轉(zhuǎn)換時(shí)間 (Transition Time):

 

理論基礎(chǔ):從高溫到低溫(或反之)的轉(zhuǎn)換時(shí)間應(yīng)盡可能短(在設(shè)備能力范圍內(nèi)),以最大化熱沖擊效應(yīng)和試驗(yàn)效率。但需避免過快導(dǎo)致箱內(nèi)氣流沖擊損壞樣品或溫度嚴(yán)重不均勻。

 

確定方法:通常由試驗(yàn)箱性能決定(最大風(fēng)速、制冷/制熱功率)。標(biāo)準(zhǔn)中常要求“盡可能短”或規(guī)定一個(gè)上限(如<1min)。關(guān)鍵是要保持恒定。

 

2. 參數(shù)組合的考量:失效物理主導(dǎo)

 

ΔT 與 Ramp Rate 的權(quán)衡:

 

增大ΔT和加快Ramp Rate都能加速,但兩者對失效模式的影響可能不同。需根據(jù)主導(dǎo)失效機(jī)制調(diào)整側(cè)重點(diǎn)。例如:

 

焊點(diǎn)疲勞對ΔT極其敏感,速率影響次之。

 

厚層陶瓷電容開裂對快速降溫(高Ramp Rate)更敏感。

 

溫度剖面形狀:

 

線性升降 vs. 臺階式升降 vs. 實(shí)際環(huán)境剖面。線性升降最常用、控制簡單、標(biāo)準(zhǔn)普遍采用。臺階式可能用于模擬特定工況。實(shí)際剖面復(fù)現(xiàn)性好但試驗(yàn)時(shí)間長、控制復(fù)雜。

 

環(huán)境因素疊加:

 

在溫度循環(huán)基礎(chǔ)上疊加濕度(溫濕度循環(huán),更貼近真實(shí)環(huán)境,加速電解、腐蝕)、振動(HALT中常用,模擬運(yùn)輸或使用中綜合應(yīng)力)、通電(檢測工作狀態(tài)下的間歇性故障)能暴露更復(fù)雜的失效模式。

 

3. 參數(shù)確定流程:系統(tǒng)化方法

 

1.明確目標(biāo):是早期失效篩選?工藝極限驗(yàn)證?可靠性鑒定?目標(biāo)不同,嚴(yán)苛度不同。

 

2.分析產(chǎn)品與應(yīng)用環(huán)境:材料清單(CTE、Tg)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(薄弱點(diǎn))、預(yù)期環(huán)境極值(地理、應(yīng)用場景)、壽命要求。

 

3.識別潛在主導(dǎo)失效模式:基于產(chǎn)品特性、歷史數(shù)據(jù)、FMEA分析。

 

4.參考標(biāo)準(zhǔn)與基準(zhǔn):查閱適用的行業(yè)、客戶、公司內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)。

 

5.初步參數(shù)設(shè)定:結(jié)合步驟1-4,設(shè)定ΔT、速率、駐留、次數(shù)的初值。優(yōu)先確保熱平衡。

 

6.熱分布測試:至關(guān)重要! 在設(shè)定參數(shù)下,用熱電偶實(shí)測產(chǎn)品內(nèi)部關(guān)鍵點(diǎn)溫度,驗(yàn)證是否能達(dá)到目標(biāo)溫度并穩(wěn)定(平衡時(shí)間),內(nèi)部溫差是否可接受(通常<5℃)。

 

7.參數(shù)調(diào)整與確認(rèn):根據(jù)熱分布測試結(jié)果調(diào)整參數(shù)(通常是延長駐留時(shí)間或降低速率),直至滿足熱平衡要求。

 

8.加速性評估(可選但推薦):使用Coffin-Manson等模型估算加速因子,判斷試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)是否滿足目標(biāo)等效壽命要求。

 

9.形成最終試驗(yàn)方案:文檔化所有參數(shù)及設(shè)定依據(jù)(包括熱分布測試結(jié)果)。

 

4. 不同應(yīng)用場景的參數(shù)特點(diǎn)

 

消費(fèi)電子:ΔT可能較寬(如-40℃ ~ +125℃),速率中等(10-15℃/min),循環(huán)次數(shù)適中(500-1000次篩選,1000-2000次鑒定)。

 

汽車電子:溫度范圍廣(-40℃ ~ +150℃+),速率要求高(常≥15℃/min),循環(huán)次數(shù)多(AEC-Q100 Grade 0要求>1000次),常結(jié)合通電測試。

 

航空航天/軍工:極端溫度(-65℃ ~ +175℃+),速率依據(jù)標(biāo)準(zhǔn),循環(huán)次數(shù)多(數(shù)千次),要求嚴(yán)格,文檔詳盡。

 

工業(yè)/醫(yī)療:依據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境,可能關(guān)注高低溫的長期穩(wěn)定性或特定溫度點(diǎn)的性能,駐留時(shí)間可能較長。

 

三、合理開展溫度循環(huán)試驗(yàn):從準(zhǔn)備到洞察

 

1. 試驗(yàn)前準(zhǔn)備:奠定成功基石

 

樣品選擇與狀態(tài):

 

代表量產(chǎn)工藝和物料狀態(tài)。

 

明確要求:初樣、工程樣機(jī)、量產(chǎn)件?是否經(jīng)過預(yù)處理(如PCBA老化)?

 

數(shù)量:考慮統(tǒng)計(jì)意義(通常5-15個(gè),高可靠要求更多)及故障分析需求。

 

定義清晰的失效判據(jù):

 

功能性失效:工作參數(shù)超差(電壓、電流、頻率、功耗、功能異常)、間歇性故障、完全失效。

 

結(jié)構(gòu)/物理失效:開裂、斷裂、分層、起泡、泄漏、密封失效(可用氦檢)、焊點(diǎn)空洞率超限(X-Ray)。

 

電氣連接性:在線監(jiān)測(優(yōu)選)或循環(huán)間離線測試(連續(xù)性、絕緣電阻)。

 

無損檢測:X-Ray、C-SAM(超聲掃描)用于循環(huán)間或試驗(yàn)后檢查內(nèi)部缺陷。

 

制定詳細(xì)的試驗(yàn)計(jì)劃 (Test Plan):

 

明確試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)/依據(jù)、目的、樣品信息、試驗(yàn)參數(shù)設(shè)定值及依據(jù)(含熱分布結(jié)果)、設(shè)備信息、失效判據(jù)、監(jiān)控方案(在線/離線)、檢測項(xiàng)目/間隔、數(shù)據(jù)記錄要求、通過/失敗準(zhǔn)則。

 

試驗(yàn)設(shè)備校驗(yàn)與準(zhǔn)備:

 

溫箱計(jì)量校準(zhǔn)(精度、均勻性、波動度)在有效期內(nèi)。

 

確認(rèn)溫箱容積、風(fēng)道設(shè)計(jì)能滿足樣品負(fù)載和設(shè)定速率要求。

 

準(zhǔn)備樣品固定夾具:避免額外應(yīng)力,確保氣流暢通,絕不可限制樣品自由脹縮!常用開放網(wǎng)格托盤或低熱容夾具。

 

在線監(jiān)測布線:確保傳感器和導(dǎo)線不影響樣品溫度場和機(jī)械狀態(tài),耐溫耐彎折。

 

2. 試驗(yàn)執(zhí)行與監(jiān)控:精準(zhǔn)控制,敏銳捕捉

 

樣品安裝:

 

嚴(yán)格按計(jì)劃使用夾具,確保傳感器位置正確(貼在關(guān)鍵熱/應(yīng)力點(diǎn)上)。記錄初始狀態(tài)(拍照)。

 

參數(shù)設(shè)置與確認(rèn):

 

輸入?yún)?shù)后,空載或負(fù)載下進(jìn)行短時(shí)profile運(yùn)行,確認(rèn)箱體實(shí)際溫度曲線(升降速率、駐留穩(wěn)定性、過沖/欠沖)符合設(shè)定。

 

過程監(jiān)控:

 

在線監(jiān)測(強(qiáng)烈推薦):實(shí)時(shí)監(jiān)測樣品關(guān)鍵點(diǎn)溫度(驗(yàn)證內(nèi)部熱平衡)、電壓/電流/電阻/功能信號。能即時(shí)捕捉間歇性故障。

 

定期離線檢測:按計(jì)劃間隔(如每50/100次循環(huán))暫停試驗(yàn),取出樣品進(jìn)行更全面的功能測試、外觀檢查、無損檢測(X-Ray, C-SAM)。

 

數(shù)據(jù)記錄:完整記錄所有設(shè)定參數(shù)、實(shí)際運(yùn)行曲線(溫度Profile)、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)(溫度、電參數(shù))、檢測結(jié)果、任何異?,F(xiàn)象(異響、氣味、煙霧)。

 

環(huán)境控制:確保試驗(yàn)箱周圍環(huán)境符合要求(通風(fēng)、無強(qiáng)電磁干擾)。

 

3. 試驗(yàn)后處理:從失效中學(xué)習(xí)

 

最終檢測與拆解:

 

全面的功能與性能測試。

 

細(xì)致的外觀檢查(顯微鏡)。

 

無損檢測(X-Ray, C-SAM)。

 

破壞性物理分析 (DPA):對失效樣品和部分未失效樣品(用于對比)進(jìn)行解剖、切片(Cross-section)、SEM/EDS分析,精確定位失效位置和模式(如焊點(diǎn)IMC層厚度、裂紋路徑、元素成分異常)。

 

失效分析與根因確定:

 

基于DPA結(jié)果,結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)/工藝信息,追溯失效的物理根源(設(shè)計(jì)缺陷?材料選型不當(dāng)?工藝參數(shù)偏差?物料缺陷?)。

 

試驗(yàn)報(bào)告:

 

詳述試驗(yàn)?zāi)康摹⒁罁?jù)、樣品、參數(shù)設(shè)定及依據(jù)(含熱分布)、設(shè)備、過程記錄(含監(jiān)控?cái)?shù)據(jù))、檢測結(jié)果(含圖片)、失效分析結(jié)果、結(jié)論(試驗(yàn)是否通過?暴露了哪些問題?改進(jìn)建議)。

 

閉環(huán)與改進(jìn):

 

將失效根因反饋給設(shè)計(jì)、工藝、物料采購等部門,推動設(shè)計(jì)優(yōu)化、工藝改進(jìn)、物料規(guī)格提升或供應(yīng)商管理改善。這是TCT價(jià)值的最終體現(xiàn)。

 

四、結(jié)論:科學(xué)駕馭“冷熱之力”,筑牢可靠性基石

 

溫度循環(huán)試驗(yàn)絕非簡單的“冷熱箱”操作,而是一門融合了失效物理、材料科學(xué)、熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)及工程經(jīng)驗(yàn)的精密技術(shù)。它通過科學(xué)模擬和加速熱機(jī)械應(yīng)力,成為篩查產(chǎn)品早期故障、暴露設(shè)計(jì)工藝薄弱環(huán)節(jié)的高效探針。

 

其核心價(jià)值在于:

 

高效激發(fā)由熱脹冷縮引起的界面分離、材料疲勞、結(jié)構(gòu)開裂等失效;

 

針對性篩選出存在先天性缺陷的“早夭”產(chǎn)品;

 

驗(yàn)證產(chǎn)品在溫度交變環(huán)境下的健壯性。

 

然而,試驗(yàn)的價(jià)值高度依賴于參數(shù)的合理性與實(shí)施的嚴(yán)謹(jǐn)性。盲目套用標(biāo)準(zhǔn)或追求極端加速,可能導(dǎo)致試驗(yàn)無效(未暴露真實(shí)缺陷)或產(chǎn)生誤導(dǎo)(“過度篩選”或改變失效模式)。必須:

 

深刻理解產(chǎn)品材料特性、潛在失效機(jī)理及服役環(huán)境;

 

系統(tǒng)化地依據(jù)失效物理、熱分布測試和應(yīng)用需求確定參數(shù)(ΔT, Ramp, Dwell, Cycles);

 

周密準(zhǔn)備樣品、定義清晰判據(jù)、制定詳細(xì)計(jì)劃;

 

嚴(yán)謹(jǐn)執(zhí)行過程監(jiān)控(尤其在線監(jiān)測)和熱分布驗(yàn)證;

 

深入徹底地進(jìn)行失效分析,追溯根本原因。當(dāng)溫度循環(huán)試驗(yàn)被科學(xué)地設(shè)計(jì)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貓?zhí)行、并深度融入產(chǎn)品開發(fā)與改進(jìn)的閉環(huán)中時(shí),它便超越了單純的“測試”范疇,成為驅(qū)動產(chǎn)品可靠性躍升的強(qiáng)大引擎。它迫使?jié)撛谌毕菰趯?shí)驗(yàn)室中提前“現(xiàn)身”,避免其在用戶手中釀成失效,為企業(yè)節(jié)省巨額售后成本,并贏得至關(guān)重要的市場聲譽(yù)。在追求零缺陷與卓越可靠性的道路上,科學(xué)駕馭溫度循環(huán)之力,是現(xiàn)代制造業(yè)不可或缺的核心能力。

 

附錄:溫度循環(huán)試驗(yàn)方案框架示例(簡版)

 

項(xiàng)目 內(nèi)容
試驗(yàn)名稱
[產(chǎn)品型號] 溫度循環(huán)試驗(yàn) (TCT)
試驗(yàn)?zāi)康?/span>
1. 篩選PCBA組裝工藝導(dǎo)致的早期熱機(jī)械失效(重點(diǎn)關(guān)注BGA焊點(diǎn))。
2. 驗(yàn)證產(chǎn)品在指定溫度范圍內(nèi)的可靠性。
試驗(yàn)依據(jù)
IPC-9701, JEDEC JESD22-A104D, 公司內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn) [XYZ-TCT-001]
樣品信息
• 型號/批次:[具體信息]
• 數(shù)量:10pcs
• 狀態(tài):量產(chǎn)批次PCBA,已完成PCBA級老化
• 關(guān)鍵關(guān)注:BGA器件U1, U2; 0402電阻電容;連接器J1
試驗(yàn)設(shè)備
快速溫變試驗(yàn)箱:[型號],校準(zhǔn)有效期至[日期]
試驗(yàn)參數(shù)
• 溫度范圍:-40℃ ↔ +125℃
• 溫度變化速率: ≥15℃/min (實(shí)測驗(yàn)證樣品內(nèi)部速率>10℃/min)
• 高溫駐留時(shí)間:30分鐘 (實(shí)測熱平衡時(shí)間15min)
• 低溫駐留時(shí)間:30分鐘 (實(shí)測熱平衡時(shí)間18min)
• 循環(huán)次數(shù):1000 cycles
• 轉(zhuǎn)換時(shí)間:設(shè)備允許的最短時(shí)間 (<3min)
熱分布驗(yàn)證
• 已執(zhí)行空載及負(fù)載熱分布測試。
• 熱電偶位置:U1 Die表面, U2底部焊球, PCB中心點(diǎn), 大電容本體。
• 實(shí)測:所有點(diǎn)達(dá)到設(shè)定值±2℃時(shí)間<18min, 內(nèi)部最大溫差<4℃。駐留30min滿足要求。
樣品安裝
使用開孔尼龍托盤,樣品豎直放置,間距>5cm,確保氣流暢通。無外加應(yīng)力。
監(jiān)控與檢測
• 在線監(jiān)測:U1核心電壓 (1.0V), U2溫度傳感器輸出, 主電源電流。
• 循環(huán)間檢測 (每100 cycles):外觀檢查 (顯微鏡), 基本功能測試 (Test Jig), X-Ray檢查BGA焊點(diǎn)。
• 試驗(yàn)中/后檢測:記錄任何功能異常、報(bào)警。
• 最終檢測 (1000 cycles后):全面功能測試, 外觀檢查, X-Ray, 隨機(jī)抽取2pcs做切片分析 (U1, U2)。
失效判據(jù)
1. 在線監(jiān)測參數(shù)超出規(guī)格或功能異常。
2. 循環(huán)間/最終功能測試FAIL。
3. 肉眼可見開裂、起泡、分層。
4. X-Ray顯示焊點(diǎn)裂紋>25%周長或空洞率>30%。
5. 切片分析確認(rèn)焊點(diǎn)疲勞開裂、IMC層異常、分層等。
通過/失敗準(zhǔn)則
試驗(yàn)后所有樣品滿足所有功能、性能及結(jié)構(gòu)要求,且無符合上述失效判據(jù)的情況發(fā)生。
數(shù)據(jù)記錄與報(bào)告
記錄完整溫度Profile、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、檢測結(jié)果(含圖片)、失效分析報(bào)告(如發(fā)生)。

 

參考文獻(xiàn):

 

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溫度循環(huán)試驗(yàn)的參數(shù)設(shè)定邏輯及科學(xué)實(shí)施路徑

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來源:可靠性工程學(xué)

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