JEDEC JESD22-A104E（中文版）

聯合電子設備工（gōng）程委員會（huì）

{溫度循環測試（shì）}

2014年修訂版

美國（guó）JEDEC固態技術協會

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JEDEC標準22-A104F

第1頁：

試驗方法A104F（試驗方法A104E的修訂）

試驗方（fāng）法：A104F 溫度（dù）循環（來自委員會（huì）投票JCB-00-16、JCB-05-82、JCB-09-20、JCB-14-45和（hé）JCB-20-31，根據JC-14.1包裝設備可靠性測試方法委員會的認可。）

1範圍 ：本標準適用於空氣或其他環（huán）境中的單室、雙室和三室溫（wēn）度循環氣體介質，包括組件和焊料（liào）互連測試。在單室中循環，負（fù）載被放置在一個固定的室內，通過引入熱或 冷空（kōng）氣進入腔室。在雙室循環中，負載放置在移動平（píng）台上（shàng）在保持固定溫度的固定室之（zhī）間穿梭。在三腔中溫度循環有三（sān）個腔室，負載在它們之間移動。（此標準不包括通（tōng）常利用快速上升率的熱衝擊條件與熱衝擊室使用的熱能-液體耦合介質相關。）該測試（shì）旨在確定（dìng）組（zǔ）件和焊（hàn）料互連（lián）的能（néng）力承受由交替的高溫和（hé）低溫（wēn）極端引起的機械（xiè）應力。這（zhè）些機械特性可能導致電氣和/或物理（lǐ）特性的永久變化應力。

2術語和定義：

2.1荷載：在試驗期（qī）間，試驗室內的樣品和相關夾具（托盤、支（zhī）架等）測驗。

2.2工作區：負載溫度為控製在規定（dìng）條件內。

2.3樣品溫度（Ts）：溫度循環期間樣品的溫度， 通過固定在其上的熱電偶或等效溫度（dù）測量裝置測（cè）量（liàng），或嵌入他們的身體。

注：使用熱電偶或等效（xiào）溫度測（cè）量裝置的連接（jiē）方法應確（què）保樣品的整個質量達到溫度極限（xiàn）和浸泡 要求。

2.4最（zuì）大樣品（pǐn）溫度（dù）：（Ts（max））：根據3.3，通過熱（rè）電偶測量的樣品。

2.5最低樣品溫度：（Ts（min））：根（gēn）據3.3，通過熱電（diàn）偶測量的樣品。

JEDEC標準（zhǔn）22-A104F

第2頁:

試驗方法A104F（試驗方法A104E的修訂（dìng））

2術語和定義（續）

2.6負載轉移時間：物理（lǐ）轉移負載所（suǒ）需的時間 並將（jiāng）其引入另（lìng）一個。負載轉移適用於雙負載和三負載腔室循環。

2.7最大載荷：可放置在腔室中且仍滿足（zú）根（gēn）據（jù）3.3，通過熱電偶驗證的規定溫度循（xún）環要求（qiú）。

2.8標稱ΔT：溫度（dù）循環試驗條（tiáo）件（jiàn）；見表（biǎo）1。

2.9浸泡時間（jiān）：樣（yàng）品溫度在規定範圍內的總時間標稱Ts（最大（dà）值）和標稱Ts（最小值）。該範圍定義為時間Ts為（wéi）-5°C至+10°C/+15°C（取決於試驗（yàn）條件公差）循環，時間（jiān）Ts為循環下端標稱（chēng）溫度Ts（min）的+5°C至-10°C。

2.10浸泡（pào）溫度（dù）：溫度範圍為-5°C至+10/+15°C（取決於測試條件公差）和標稱溫度為（wéi）+5°C至-10°C的Ts（最小）。2.11（溫度）循環時間：從一個高溫極限到給定樣品的下一個或從一個低溫極端到下一個；見圖1。

2.12升溫速率： 樣本。

注1：應測量輪廓曲（qǔ）線的線性部分的斜率，通常為（wéi）測試條件溫度範圍的10%至90%之間；參見圖1中的點a和b。

注2：斜坡率可能取決於負載，應針對所測試的負載（zǎi）進（jìn）行驗證。

2.13試驗條件：表1中列出的各種溫度循環範圍（wéi）選項。

2.14浸泡模式：定（dìng）義浸泡時最小浸泡時間的分類（lèi）術語溫度（最高）和浸泡溫度（最低）（分鍾）

注1：每個測試條件將有四種可能的浸泡模式。這些浸泡模式列於表（biǎo）2。 注2：選擇的浸泡模式（shì）取決於相關的故障機製。

2.15標稱溫（wēn）度Ts（max）：滿足最大標稱溫度所需的樣品溫度特定測試條件的溫度；見表1。 2.16標（biāo）稱溫度Ts（min）：滿足最（zuì）小標稱溫（wēn）度所需的樣品溫度（dù）特定測試條件的溫度；見（jiàn）表1。

JEDEC標準22-A104F

第3頁：

試驗方法A104F（試驗方法A104E的修（xiū）訂）

3參考文件：JEP 140，半導體封裝（zhuāng）的（de）珠狀熱電偶測（cè）量。JEP 153，熱應力試驗爐溫度的表征和監測。 JESD94，使用基於知識的（de）測試方法的應（yīng）用程序特定鑒定。IPC-SM-785，表（biǎo）麵安裝焊料加速可靠性（xìng）試驗指南附件。

4儀器 ：所用室應能夠提供（gòng）和控製規定的溫度以及當腔室加載有最大負載時工作區域中的循環定時。應（yīng）盡量減少樣品的直接熱傳導。每個腔室的容量應通過（guò）一個或多個 以下兩種方法：

a） 使用儀（yí）表部件和最大負載進行定期（qī）校準，並持續監測在固（gù）定工具熱電（diàn）偶溫度（dù）測量的每次（cì）測試期間確保運行間的重複性。

b） 在每次測試過程（chéng）中，對處於最壞情況（kuàng）下的一個或多個儀表部件進行持續監測溫度位置（zhì）（例如，這可能是負載的角落和中間）。

5程序（xù）樣品：應放置在相對於氣（qì）流（liú）的位置，以（yǐ）確保基本上不阻礙穿過（guò）每個樣品和圍繞每個樣品的空氣流。特殊情況下如果（guǒ）需要安裝，則應予以規定。然後，樣（yàng）品應進行規定的 規（guī）定循環（huán）次數的溫度循環試驗條件（例如JESD47資格認證或供應商與用戶之間達成的協議）。完成總數量試驗規定的周期可能（néng）會因臨時終（zhōng）點試驗而（ér）中斷，試（shì）驗室裝置批次（cì）的裝載或卸載，在規（guī）定的時間間（jiān）隔或結果（guǒ）下對樣品進行電氣測試電源或設備（bèi）故障（zhàng）。但是，如果所有中斷的總次數超過規定循環（huán）總（zǒng）數的（de）10%，必須從開始如果熱電偶（ǒu）固定在樣（yàng）品體上，則（zé）使用的膠水或膠帶的數量應盡量減少，以確保適當（dāng）的溫度測量。熱電偶或等效物溫度（dù）測量裝置，所用的連接方法應確保整個質（zhì）量樣品的溫（wēn）度已達到極端溫度和浸（jìn）泡要求。

JEDEC標（biāo）準（zhǔn）22-A104F

第4頁：

試驗方（fāng）法A104F（試（shì）驗方法A104E的修訂）

5.1標稱循環速率標（biāo）稱（chēng）循環速率取決於所選的浸泡模式。

5.1.1部件循環率典型的部件級溫度循（xún）環速率在每小時1至3個循環（cph）的範圍內。典型（xíng）的（de）失效機製包括但不限於疲勞（例如金屬電（diàn）路疲勞）以及（jí）分層。對於某些（xiē）失效機製，>如（rú）果溫（wēn）度（dù）循環室能夠（gòu）滿足（zú）Ts標稱值，則可以使用3 cph以及給定試驗條件的浸泡（pào）要（yào）求。

5.1.2焊料互連周期率當焊接時，典型的焊料互連循環（huán）速率較慢（màn），在1至2 cph的範圍內進行疲（pí）勞評估。其中包括倒裝芯片、球柵陣列和堆疊封裝具有焊料互（hù）連。循環頻率和浸泡（pào）時間對焊料更（gèng）為重要互連。

5.1.3錫須循環（huán）率 如JESD22-A121所述，錫須（xū）循環速率應為每小時3次循環。

JEDEC標準22-A104F

第5頁：

試驗方法A104F（試驗方法A104E的修（xiū）訂（dìng））

5.2最高和最（zuì）低溫度測量的最大和最小樣品溫度應在表1顯（xiǎn）示（shì）了所使用（yòng）的具（jù）體測試條件。Ts（最大值）+10°C的典型邊界值Ts（min）的溫度（dù）為-10°C，這取決於設備能力和測試目標。表1-溫度循環試（shì）驗條件測驗條件*名義（yì）上的 ：

*警告：選擇測試條（tiáo）件時應小心，因為：1） 特定（dìng）測試條件可能超（chāo）過某些包裝材料的（de）玻璃化轉變溫度可能導致在現場設計應用條（tiáo）件下不常（cháng）見的失效機（jī）製，2） 需要避免被測器件（DUT）之間和之間的大的熱梯度，以（yǐ）便保持測試數據的完整性和3）測試條件溫度範（fàn）圍內的CTE差異在測試板上產生電鍍通孔過早失效，從而限製電氣讀數測試部件的能力。Ts（最（zuì）大值）的測試條件（jiàn）不建議超（chāo）過125°C潛在動態再結晶導致的Pb/Sn焊料成分。 熱循環試驗條件（jiàn）的選擇應符合其試驗目（mù）標，並（bìng）且應用使用條件。

在某些（xiē）情況下，材料對極端 所選測（cè）試選擇的溫度對於避免意外結果（guǒ）至關（guān）重（chóng）要，因為 如上所述。 JESD47中引用了（le）通常用於設備鑒定的熱循環曲線；然而  本文件中列出的任何其他配置文件（或自定（dìng）義配（pèi）置文件）可根據JESD94（基於知識的（de）測試方法）或調查目的。

注：可以使（shǐ）用不同於表（biǎo）1的溫度循環試驗條件。然而，測試條件（jiàn）應滿足（zú）故（gù）障的（de）浸泡、每（měi）小時循環數和（hé）斜坡速率建議正在測試的機製。必須按照（zhào）第7（f）條的規定記錄這些條件。

JEDEC標準22-A104F

第6頁：

試驗方法A104F（試驗（yàn）方法A104E的修訂）

5.2最高和最低溫度（續）

表2-浸泡模（mó）式條件浸泡模式在浸泡（pào）溫度（最大值）和（hé）浸泡條件下（xià）的最短浸泡時間              溫度（分鍾）（分鍾） 1 1min- 2 5min  3 --10   4 --15

注：可以使用不同於表2的浸泡模式，但測試條件應適當對於正在測試的（de）故障機製。必須按照第7（f）條的規（guī）定記錄這些條（tiáo）件。

5.3上下（xià）浸泡時間（jiān）上限和下限浸泡時間因所（suǒ）選浸泡模（mó）式而（ér）異；見表2。在此浸（jìn）泡期（qī）間試樣達到所（suǒ）需標（biāo）稱溫度的時間，Ts（max）或Ts（min）。

5.4上下浸泡溫度上限和下限浸泡溫（wēn）度隨所選測試條（tiáo）件而（ér）變化；見（jiàn）表1。5.5浸泡模式              浸泡模式列於表2中。浸泡時間比表中（zhōng）所示時（shí）間長的浸泡模式2與標準循環速率不兼容，應（yīng）僅根據特定的失（shī）效機製。

5.5.1部件浸泡模（mó）式（shì）在部件溫度循環中，通常使用浸泡（pào）模式1。

5.5.2互連浸泡模式浸泡模（mó）式2、3和4通常用於與諸如倒裝芯片或BGA焊點的互（hù）連。 5.5.3錫須（xū）浸泡模式如JESD22-A121所（suǒ）述，錫須浸泡模式應為5至10分鍾。這相當於浸泡              模式2，見表（biǎo）2。

JEDEC標準22-A104F

第7頁：

試驗方法A104F（試驗方法（fǎ）A104E的修訂）

5.6標稱循環時間標稱循環時間隨所選的浸泡模式而變化。表3列出了部件與（yǔ）測試條件和浸泡模式之間的關（guān）係。對於焊料互連，循環時間更短不建議超過30分鍾。

表3-試驗條件下的典型頻率和浸泡模式條件典型周期/小時。

典型浸泡（pào）模式：

5.7斜（xié）率

5.7.1部件爬坡（pō）率斜坡速率通常對大多數部件測試不（bú）重要互連，

見5.7.2。然而，即使使用空氣作為熱能耦合介質準確定義和控製斜坡速率非常重要，因為可能會（huì）無意中（zhōng）產生接近熱衝擊試驗環境應超過規定的（de）指南。

5.7.2互連斜率在測試互連焊（hàn）點（diǎn）疲勞時（shí），必須避免瞬態（tài）熱（rè）測試（shì）樣品中的梯度。熱質量（liàng）大、傳熱低的樣品效率（lǜ）要求斜（xié）坡速率足夠慢，以補償熱質量樣品的溫度應在環境溫度（dù）的幾度（dù）以（yǐ）內坡道。這種情況下，循環任何（hé）部分的典型升溫速率為15°C/分鍾或更（gèng）低，優選速率為10°C至14°C/分鍾。對於熱質量較大的樣品，使用可能需要單區室來（lái）實現最佳（jiā）的斜坡速率。注1：優選的循環速率基（jī）於（yú）焊點疲勞適當測試之間的平衡以（yǐ）及熱循環測試效率。

注2：空氣對空氣或液體對液體熱衝擊室不應代替熱衝擊室由於DUT的斜坡速率（lǜ）很重要（yào），因此循環室的速度（dù）過快會產生不現實的結果（guǒ）。互連測試期間的損壞。DUT上（shàng）的（de）大熱梯度也會導致整（zhěng）個腔室負載（zǎi）的加速度係數（shù）。

JEDEC標準（zhǔn）22-A104F

第8頁：

試驗方法A104F（試驗方法A104E的修訂）

5.7.2互連斜率（續）焊料互連的典型測試要求列於表4中。以下各項的組合在測試焊（hàn）料互連時，斜坡速率（lǜ）和浸泡時間（jiān）非（fēi）常重要。

表4-焊料互連溫（wēn）度循（xún）環的推薦試驗條件測試條件*浸泡模式斜坡速率（°C/分鍾）循環速率（cph）

*警告：在選擇測試條件時應小心，因（yīn）為Ts（min）可能導致印刷電路板穿孔和/或布線開裂，從而抑製（zhì）與被測試的焊料互連（lián）相關聯的電讀數。

5.8負載轉移時間（僅雙腔）負載轉移（yí）時間應小於（yú）1分鍾，以保持均勻的（de）溫度分布穿過（guò）負載。 5.9測（cè）量目視檢查和電（diàn）氣（qì）測量，包括參數和功能應按照適用采購文件或數據表的規定（dìng）進行測（cè）試。電氣測試可以（yǐ）在現場進行，也可（kě）以在環境溫（wēn）度或極端溫（wēn）度下（xià）進行。失敗（bài）電阻標準必須根據測試時樣品的溫度進行調整。在裏麵此（cǐ）外，還（hái）應根據（jù）JESD22-A109對密封（fēng）裝（zhuāng）置進行氣密性試驗。

6失效標準故障標準應包括但不限於密封裝置的氣密性（xìng）、參數極限（xiàn）、功能極限、機械損傷和翹曲。參數和功能限製應由適用的采購文件定義。機械損壞不包括固（gù）定或搬運引起的損壞，或損壞（huài）對包裝不重要在特定應用中的性能。

JEDEC標準22-A104F

第9頁

7總結：

適用采購文件（jiàn）中應規定以下細節：

a） 特殊安裝（如適用）；見第4節。

b） 極端溫度；見表1，浸泡時間；見表2，樣品冷卻和加（jiā）熱斜坡周期的速率和數量或特定的部件要求。

c） 必（bì）要時的（de）臨時測量（liàng）間隔（gé）。

d） 檢查、密封試驗（密封包裝（zhuāng））、內部粘結（jié）的特殊（shū）驗收標準完整性測（cè）試和電氣測試（如果不是（shì）設備規（guī）範（fàn）中規定的測試）。

e） 對於鑒定測試，樣品大小和質量水平。

f） 表1以外的極端溫度。指定循環次數、溫度極限值、浸泡時（shí）間、每小時循環數（shù）、溫度極（jí）限值公差（如果與表1）、斜坡速率和臨時測量（如果需要）。

JEDEC標準22-A104F

第10頁 ：

試驗方法A104F（試驗方法（fǎ）A104E的修訂）

附錄A（資料性附錄（lù））溫度分布圖1-熱循環試驗條件的代表性（xìng）溫度分布：

注：應測量輪廓曲線（xiàn）的線性（xìng）部分的（de）斜率，通常為試驗條件溫度範圍的10%至90%；參見圖1中的點a和b。

JEDEC標準22-A104F

第11頁

試驗方法A104F（試驗（yàn）方法A104E的修訂

附（fù）錄B（資料性附錄）修訂之間的（de）差異本附（fù）錄簡要描述了對本測試方法中出現的條目所做的大部分更改。如（rú）果對（duì）概念的更改涉及添加（jiā）或刪除任何單（dān）詞（不包括刪（shān）除意外（wài）重複（fù）的單詞），它被包括在（zài）內。不包括某（mǒu）些標點符（fú）號更改。

B、1 JESD22-A104F和JESD22-S104E之間的差異（2014年（nián）10月（yuè））條款變更說明

1範圍澄清，僅限於氣體介質中的熱（rè）循環

5.7.1將5.7.2中先前（qián）注釋3的注意事（shì）項移至本節

B、2 JESD22-A104E和JESD22-S104D之間的差異（2009年3月）條款變更說明

3術語（yǔ）和定義-增加JESD94參考 -增加IPC-SM-785參考

5.2修訂表1-添加（2）新T/C配置文件–TCR、TCT-修訂列（上下公差） -測試條件選擇注意事項-熱（rè）循環剖麵選擇參考JESD47和其他注意事項

5.6修訂（dìng）表3 -（2）新T/C剖麵的浸泡建（jiàn）議（yì）–TCR、TCT

5.7.2修訂表4–（2）新（xīn）T/C型材（cái）的焊接互連（lián）建議–TCR、TCT

JEDEC標準改（gǎi）進表：

本表格旨在向JEDEC技術委員（yuán）會提供行業的意見關於主題標準的使用。邀請（qǐng）個人或公司向              傑迪克。所（suǒ）有意見（jiàn）將（jiāng）被收集並分發給適當的委員會如果您可以提供輸入，請填寫此表格並返回（huí）：猶太法典

收件人：出（chū）版部北10街3103號，240室弗吉尼（ní）亞州阿靈頓22201

傳真：703.907.7583

1.我（wǒ）建議對（duì）以下內容進行更改：

要求、條款編號：

試（shì）驗方法編號：

條款編（biān）號已證（zhèng）明參考條（tiáo）款編號（hào）為：

錯誤中不清晰太硬另外

2.糾正建（jiàn）議：

3.文件改進的其他建議：

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