JEDEC JESD22-A104E（中文版）

聯合電子設備工程委員會

{溫度循環測試}

2014年修訂版

美國JEDEC固態技術協會（huì）

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JEDEC標（biāo）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 溫度循環（來自委員會投票JCB-00-16、JCB-05-82、JCB-09-20、JCB-14-45和JCB-20-31，根據JC-14.1包裝設（shè）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境中（zhōng）的單（dān）室、雙（shuāng）室和三（sān）室溫度循環（huán）氣體介質，包括組件和焊料互連測試。在單室中循環，負載被放置在（zài）一個（gè）固定的室內，通過引入熱或（huò） 冷空氣進入腔室。在雙室循環中，負（fù）載放（fàng）置在移動平（píng）台上在保持固定溫（wēn）度（dù）的固定室（shì）之間穿梭。在三腔中（zhōng）溫度（dù）循環有（yǒu）三個腔室，負載在它（tā）們之間移（yí）動。（此標準不包括（kuò）通常利用快（kuài）速上升率（lǜ）的熱衝擊（jī）條件與熱衝擊（jī）室使（shǐ）用的（de）熱能-液體耦合介質相關。）該測試旨在（zài）確（què）定組件和焊料互連的能力承受由交（jiāo）替的高溫和低溫極端引起的機械應力。這些機械特性可能（néng）導致電氣和（hé）/或物理特性的永久變化應力。

2術語和定義：

2.1荷載：在（zài）試驗期間，試驗室內的樣品和相關夾具（托盤、支架等）測（cè）驗。

2.2工作區：負（fù）載溫（wēn）度（dù）為控製在規定條件內。

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

注：使用熱電偶或等效（xiào）溫度測量裝置（zhì）的連接方法應確保樣品的整（zhěng）個質量達到溫度極限和浸泡 要求。

2.4最（zuì）大樣品溫度：（Ts（max））：根據3.3，通過（guò）熱電偶測量的樣品（pǐn）。

2.5最（zuì）低樣品溫度：（Ts（min））：根據3.3，通（tōng）過熱電偶測量的（de）樣品。

JEDEC標準22-A104F

第2頁:

試驗方法A104F（試驗方法A104E的修（xiū）訂）

2術語和定義（yì）（續）

2.6負載轉移時（shí）間：物理轉移負載所需的時間 並將其引入另一個。負載轉移適用於雙負載和三（sān）負載（zǎi）腔室循環。

2.7最大載荷：可放置在腔（qiāng）室中且仍滿足根據3.3，通過熱電偶（ǒu）驗證的規定溫度（dù）循環要求。

2.8標稱ΔT：溫度循環試驗條件；見表1。

2.9浸泡時間：樣（yàng）品溫度（dù）在規定範圍內的總時間標稱Ts（最大值）和標（biāo）稱Ts（最小值）。該範（fàn）圍（wéi）定義（yì）為時（shí）間（jiān）Ts為-5°C至+10°C/+15°C（取決於試驗條件公差）循環，時間Ts為（wéi）循（xún）環下端標稱（chēng）溫度Ts（min）的+5°C至-10°C。

2.10浸泡溫度：溫度範圍（wéi）為-5°C至+10/+15°C（取決於測試條件公（gōng）差）和標稱溫度為+5°C至-10°C的Ts（最小）。2.11（溫度）循環時（shí）間：從一個高（gāo）溫極（jí）限到給定樣品的下一個或從一個（gè）低溫極端到下一個（gè）；見（jiàn）圖1。

2.12升溫速率： 樣本。

注1：應（yīng）測量輪廓曲線的（de）線性部分的斜率，通常為測試條件溫度範圍的10%至90%之間；參見圖（tú）1中（zhōng）的點a和b。

注2：斜坡率可能取決於負載，應（yīng）針對所測試的負載進行驗證。

2.13試驗（yàn）條（tiáo）件：表1中列出的各種溫度循環範圍選項（xiàng）。

2.14浸泡模式：定義浸泡時（shí）最小（xiǎo）浸泡（pào）時間的分類術語溫度（最（zuì）高）和浸泡溫度（dù）（最低）（分鍾）

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

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

JEDEC標準22-A104F

第3頁：

試驗（yàn）方法A104F（試驗方法A104E的修訂）

3參考文件：JEP 140，半（bàn）導體封裝的珠狀熱電偶（ǒu）測量。JEP 153，熱應力試驗爐（lú）溫度的表征和監測（cè）。 JESD94，使用基於知識的測（cè）試方（fāng）法的應用程序特定（dìng）鑒定。IPC-SM-785，表麵安裝焊料加速可靠性試驗指南附件。

4儀器 ：所用（yòng）室應能夠提供和控製規定的溫度以及當腔室加載有最大負載時（shí）工作（zuò）區域中的循環定時。應盡量減少樣品的直接熱（rè）傳導。每個腔室的容量（liàng）應通過一個或多個 以下兩種方法：

a） 使用儀表部件（jiàn）和最大負載進（jìn）行定期校準，並持續監測在固定工具熱電偶溫（wēn）度測量的每次測試期間確保運行間的（de）重複性。

b） 在每次測試過程中（zhōng），對處於最壞情（qíng）況下的一個或多個儀（yí）表部件進行持續監測溫度位置（例如，這可能是負載的（de）角落和中間）。

5程序樣品：應放置在相對（duì）於氣流的位置，以確保基本上不阻礙穿過每個樣品和圍（wéi）繞每個（gè）樣品的空氣流。特殊情況下如果需（xū）要安裝，則應予以規定（dìng）。然後，樣（yàng）品應進行規（guī）定的 規定循環次數的溫（wēn）度循環試驗條件（jiàn）（例如（rú）JESD47資格認證或供應商與用（yòng）戶之間達成的協議）。完成（chéng）總數量試驗規定的周期可能會因臨時終點試驗而（ér）中斷，試驗室裝（zhuāng）置批次的裝載或卸載，在規定的時間間（jiān）隔或結果下對樣品進行電氣測試電源或設備故障。但是，如果所有中斷的總次數超過規定循環總數的10%，必須從開始如果熱電偶固定在樣品（pǐn）體（tǐ）上，則使用的膠水或膠帶（dài）的數量應盡量減（jiǎn）少（shǎo），以確保適當的溫度（dù）測量。熱電偶或等效物溫度測量裝置，所（suǒ）用（yòng）的（de）連接方法應確保（bǎo）整個質量樣品的溫度（dù）已達（dá）到極端溫度和浸泡要求。

JEDEC標準22-A104F

第4頁：

試驗方法A104F（試（shì）驗方法A104E的修（xiū）訂）

5.1標稱循環（huán）速率標稱循環速率取決於所選的浸泡模式（shì）。

5.1.1部件（jiàn）循環（huán）率典型（xíng）的部件（jiàn）級溫度循環速率在每小時1至（zhì）3個循環（cph）的範（fàn）圍（wéi）內（nèi）。典型的失效機製包括但不限於疲勞（例如金屬電路疲勞）以及分層。對於某些失效（xiào）機製，>如果（guǒ）溫度循（xún）環室能夠滿足Ts標稱（chēng）值，則可以使用（yòng）3 cph以及給定試驗條件的浸泡要求。

5.1.2焊料互連周期率（lǜ）當焊（hàn）接時，典型（xíng）的焊料互（hù）連循環速率較慢，在1至（zhì）2 cph的範圍內進行疲勞評估。其中包括倒裝芯片、球柵陣列和堆疊封裝具有焊料（liào）互連。循環頻率和浸泡時間對焊料更為（wéi）重要互連。

5.1.3錫須（xū）循環率 如（rú）JESD22-A121所述（shù），錫須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（de）修訂）

5.2最高（gāo）和最低溫度測量的最（zuì）大和最小樣品溫度應在表1顯示了所使用的具（jù）體測試條件。Ts（最大值）+10°C的典型（xíng）邊（biān）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（biǎo）1-溫（wēn）度（dù）循環試驗條件測驗條（tiáo）件*名義上的 ：

*警告：選（xuǎn）擇測試條件時（shí）應小心，因為：1） 特定測試條（tiáo）件可能超（chāo）過某些包裝材料（liào）的玻璃（lí）化轉（zhuǎn）變溫度可能導致在（zài）現場設計（jì）應用條件下（xià）不常見的失效（xiào）機製，2） 需要避免被測（cè）器（qì）件（jiàn）（DUT）之間和之間的（de）大的（de）熱梯度，以便保持測試數據的完整性和3）測（cè）試條件溫度範圍內的CTE差異在測（cè）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（lì）。Ts（最大值）的測試條件不（bú）建議（yì）超過125°C潛在動態再（zài）結晶（jīng）導致的Pb/Sn焊料成分（fèn）。 熱循環試驗條件的選擇應符合其試驗目標，並且應用（yòng）使用條件。

在某些情況下，材料對極端 所選測試（shì）選擇的溫度對於避免意外結果至關重要，因為 如上所述。 JESD47中引用（yòng）了通常用於設備鑒定的熱循環（huán）曲線（xiàn）；然而  本文件中列出的任何其他配置文件（jiàn）（或自定義（yì）配置文件）可根據JESD94（基於知識的測試方法（fǎ））或調查目的。

注：可以使用不同於表1的溫度循環（huán）試驗條件。然而（ér），測試條件應滿足故障（zhàng）的浸泡、每小時循環數和（hé）斜坡速率建議正在（zài）測試的機製。必須按照第7（f）條的規定記錄這些條件。

JEDEC標準（zhǔn）22-A104F

第6頁：

試驗方（fāng）法A104F（試驗（yàn）方法A104E的修訂）

5.2最高和最低溫度（續）

表2-浸（jìn）泡（pào）模式條件浸泡模式在浸泡溫度（最大（dà）值）和浸泡條件下的最短浸泡時間              溫（wēn）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（mó）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）條的規定記（jì）錄這些條件。

5.3上下浸泡時間上限和下限浸泡時間因所選浸泡模（mó）式而異；見表2。在此浸泡期間試樣達到所需（xū）標稱溫度的時間（jiān），Ts（max）或Ts（min）。

5.4上下浸（jìn）泡溫度上限和（hé）下限浸泡溫度隨所選測試條件而（ér）變化；見表1。5.5浸（jìn）泡模式              浸泡模式（shì）列於表2中。浸（jìn）泡時（shí）間比表中所示時間長的（de）浸泡模式2與標準循環速率不（bú）兼容，應僅根據特（tè）定的失（shī）效機製。

5.5.1部件浸（jìn）泡（pào）模式在（zài）部件溫度循環中，通常使用（yòng）浸泡模式1。

5.5.2互連浸泡模式浸（jìn）泡模式2、3和4通常用於與（yǔ）諸如（rú）倒裝芯（xīn）片或BGA焊點的互連（lián）。 5.5.3錫須浸泡模式如JESD22-A121所述，錫須（xū）浸泡模式應為5至10分鍾。這相（xiàng）當於浸泡              模（mó）式2，見表2。

JEDEC標準22-A104F

第7頁（yè）：

試驗方（fāng）法A104F（試驗方法A104E的修訂）

5.6標稱循環時間標稱循環時間隨（suí）所選的浸泡模式而變化。表（biǎo）3列出了部件與測試條件和浸泡模式之（zhī）間（jiān）的關係。對於焊料互連，循環時間更短不建議超過30分鍾（zhōng）。

表（biǎo）3-試驗條件（jiàn）下的（de）典型頻率（lǜ）和浸泡模式條件典（diǎn）型（xíng）周期/小時。

典（diǎn）型（xíng）浸泡模式：

5.7斜率

5.7.1部件爬坡率斜坡速率通常對大多數部件測試不重要互連，

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

5.7.2互連斜率在測試互連焊點（diǎn）疲（pí）勞時，必（bì）須避免瞬態熱測試樣品中的梯度（dù）。熱質量（liàng）大、傳熱（rè）低的樣品效率要求斜坡速率足夠慢，以補償熱質量樣品的溫度應在環（huán）境（jìng）溫（wēn）度的幾度以內坡道。這種情況下，循環任何部分的典型（xíng）升溫速率（lǜ）為15°C/分鍾或更低，優選（xuǎn）速率為10°C至14°C/分（fèn）鍾。對於熱質量（liàng）較大（dà）的樣品，使用（yòng）可能需要單區室來實現最佳的斜坡速率。注1：優選的循環速率基於焊（hàn）點（diǎn）疲勞適（shì）當測試之間的平衡以及熱循環（huán）測試效（xiào）率。

注2：空氣對空氣或（huò）液體對（duì）液體熱衝（chōng）擊室不應代替熱衝擊室由於DUT的斜（xié）坡速率很重要，因此循環室的速度過快會產生不現實的結（jié）果。互連測試期間的損壞（huài）。DUT上的大熱梯度也會導致整個腔室負載（zǎi）的加速度係數。

JEDEC標準22-A104F

第8頁：

試驗方法A104F（試驗方法A104E的修訂）

5.7.2互連斜（xié）率（續（xù））焊料互連的典型測試要求列於表4中。以下各項的組（zǔ）合在測試焊料互（hù）連時，斜坡速率和浸泡時間非常重要。

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

*警告：在選擇測試條件時應小心，因為Ts（min）可能導致印刷電路板穿孔和/或（huò）布線開裂，從而抑製與（yǔ）被測試的焊料互連相關聯的電讀（dú）數。

5.8負載轉移時間（僅雙腔）負載轉移時間應小於1分鍾，以保持均（jun1）勻的溫度分布穿過負載。 5.9測量目（mù）視檢查（chá）和電氣（qì）測量，包括參數和功（gōng）能（néng）應按照適用采購文件或數據表的規（guī）定進行測試。電氣測試可以（yǐ）在現場（chǎng）進行，也可以在環境溫度或極端溫度下進行（háng）。失（shī）敗電（diàn）阻標準必須根據測試時樣品的溫度進行調整。在裏麵（miàn）此外，還應（yīng）根據JESD22-A109對密封裝置進行氣密性試驗。

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

JEDEC標準22-A104F

第9頁

7總結：

適用采購文件中（zhōng）應規定以下細節：

a） 特殊安裝（如適用）；見第（dì）4節。

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

c） 必要時的臨（lín）時測量間隔。

d） 檢查、密封試驗（密封包裝）、內部粘結的特殊驗收標準完整性測試（shì）和電氣測試（如果（guǒ）不是（shì）設（shè）備（bèi）規範中規定的測試（shì））。

e） 對（duì）於鑒定測試，樣品大小和質量（liàng）水平。

f） 表（biǎo）1以外的極端溫度。指（zhǐ）定循環次數、溫度極限值、浸泡時間、每小時循環（huán）數、溫度極限值公差（如果與表1）、斜（xié）坡速率（lǜ）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A104E的修訂）

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

注：應測量輪廓曲線的線性部（bù）分的斜率，通常為試驗條（tiáo）件溫度範圍（wéi）的10%至（zhì）90%；參見圖（tú）1中的點a和b。

JEDEC標準22-A104F

第11頁

試驗方法A104F（試驗方（fāng）法A104E的修（xiū）訂

附錄B（資料性附錄）修訂之間的差（chà）異本附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（gèng）改。如果對概念的更改涉及添加或刪除任何單詞（不包括刪除（chú）意（yì）外重複（fù）的單詞），它被包括在內。不（bú）包括某些標點符號更（gèng）改。

B、1 JESD22-A104F和（hé）JESD22-S104E之間的差異（2014年10月）條（tiáo）款變更說明

1範（fàn）圍澄清，僅限於氣體介質中的熱（rè）循環

5.7.1將5.7.2中先前注釋3的注意事項移至本節

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

3術語和（hé）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（pèi）置文（wén）件–TCR、TCT-修訂列（上下（xià）公（gōng）差） -測試條（tiáo）件選擇注意事項-熱循環剖麵選（xuǎn）擇參（cān）考（kǎo）JESD47和其他注意事項

5.6修訂表3 -（2）新T/C剖麵的浸（jìn）泡建議–TCR、TCT

5.7.2修訂表4–（2）新T/C型材的（de）焊接互連建議–TCR、TCT

JEDEC標準改進表：

本表格旨在向JEDEC技術委員會提（tí）供行業的（de）意見關（guān）於主題標準的使用。邀請個人或公司（sī）向              傑迪克（kè）。所有意見將被收集並分發給適當的委員會如果您可以提供（gòng）輸入，請填寫此表格並返回：猶（yóu）太法典

收件人：出版部北10街（jiē）3103號，240室弗吉尼亞州阿靈（líng）頓22201

傳真：703.907.7583

1.我建議對以下內容進行更改（gǎi）：

要求、條（tiáo）款編號：

試驗方法編號：

條款編號已證明參考條款編號為：

錯誤中不清晰太硬另外

2.糾正建議：

3.文件改進的（de）其他建議：

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