JESD22-A104C 温度循环标准

TCT 在腔室中进行，其中半导体封装保持在高温和低温下。通常，样品在稳定一段时间后保持在一个极端温度设置下，这通常称为浸泡时间。在预期的浸泡时间之后，样品过渡到另一个温度设置。测试循环次数和浸泡时间通常会发生变化，以触发被评估的封装或部件中的不同失效机制。

TCT测试材料胀缩形成残余应力，随着时间推移导致内部应力积累及材料潜在疲劳

在热循环过程中，半导体芯片、金属引线框架或有机基板以及有机塑封料将以不同的程度收缩和膨胀。通常情况下，塑封料和金属引线框架倾向于比芯片本身有更多的膨胀。然而，由于它们是粘接在一起的，其实际膨胀程度会小于预期值。因此，这对塑封料或引线框架施加了一个压缩力。相反，具有非常低的热膨胀系数（CTE）的芯片被迫超出预期地膨胀，因为其他组件对其产生了拉力。这给芯片带来了拉伸（拉扯）应力。

这种现象在所有界面上产生残余应力，可能导致器件失效。在高温下，封装组件会膨胀；而在低温下，它们则会收缩。随着时间推移，在温度循环测试（TCT）中这些重复的热循环会导致内部应力的积累及材料潜在的疲劳。最终，这可能导致器件失效，这对于那些特别强调可靠性的应用中的半导体器件来说是一个关键问题。

与TCT类似，热冲击是一种加速测试，旨在通过将半导体封装暴露在温度变化中来引发半导体封装中的不同故障模式。然而，不同的是，在热冲击过程中，温度变化迅速，即稳定期和浸泡时间相对较短。快速的温度变化往往模拟高功率器件自热、光学器件的打开和关闭以及波峰焊过程中的热效应。这种测试也在腔室中进行，腔室通常包含两种极端温度下的液体。与在气室中进行的 TCT 相比，使用液体介质的传热和吸收效率更高，这使得热冲击成为与温度相关的最严格的可靠性测试之一。

热循环与热冲击测试对比

将试样放置于浴槽中，使其周围和上方的液体能够自由流动。对负载施加规定条件，并进行一组循环次数。如有必要，在试验过程中可能会因加载/卸载设备故障而中断。但是，如果中断超过给定试验总规定的循环次数的10％，则必须从头开始重新启动。

试验后，应进行目视检查和电气试验。如果测试器件在名义和最坏情况下无法展示功能，则认为出现故障。机械损坏，例如开裂、碎裂或断裂，也被视为故障，前提条件是这些损伤不是在操作测试中造成的。

热冲击温度条件和推荐的流体数据表

被测封装应在以下温度条件之下连续存放（至少 1000 小时）

高温存贮测试温度条列表

Kirkendall 效应-温度诱导扩散形成空隙

高度加速的温度和湿度应力测试 与温度、湿度和偏置测试对比

进行高度加速的温度和湿度应力测试 （HAST） 是为了评估半导体封装在暴露于温度、湿度、压力和偏置等恶劣条件下的可靠性。它特别适用于在运行过程中预计会暴露在潮湿环境中的电子元件。HAST 也称为压力锅测试 （PCT）。HAST 激活与 85/85 测试相同的故障机制。主要区别在于 HAST 采用更严格的条件。这就是为什么 HAST 可以进行 96 小时，并且仍然会引起与 THB 进行 1000 小时相同的压力。