JEDEC JESD22-A104E（中文版）

聯合電子設備工程（chéng）委員會

{溫度循環測試}

2014年修訂版

美國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（fāng）法A104E的修訂）

試驗方法：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包裝設備可靠性（xìng）測試方法委員會的認（rèn）可。）

1範圍 ：本標（biāo）準適用於空氣或其他環境（jìng）中的單室、雙室和三室溫度循環氣體介質，包括組件和焊（hàn）料互連（lián）測試。在單室中循環，負載被放置在一個（gè）固（gù）定的室內，通過引入熱或 冷空氣進入腔室（shì）。在雙室（shì）循（xún）環中（zhōng），負載放置在移動平台上（shàng）在保持固定溫度的固定室之間穿梭。在三（sān）腔中溫度循環（huán）有三個（gè）腔室，負載在它們之（zhī）間移動。（此標準不包（bāo）括通常（cháng）利用（yòng）快速上升（shēng）率的熱（rè）衝擊條件（jiàn）與熱衝擊室使用的熱能-液體（tǐ）耦合介質相關。）該測（cè）試旨在確定組件和焊料互連的（de）能力承受由交替的高（gāo）溫和（hé）低（dī）溫極端引起的機械應力。這些機械特性可能導致電（diàn）氣和/或物理特性的永久變化應（yīng）力。

2術語和定義（yì）：

2.1荷載：在試驗期間，試驗室內的樣品和相（xiàng）關夾具（托盤、支架等）測驗。

2.2工作區（qū）：負載溫度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電偶或等效（xiào）溫度測量裝置測量，或（huò）嵌（qiàn）入他（tā）們的身體。

注：使用熱電偶或等效溫度測量裝置（zhì）的連接方法（fǎ）應確保（bǎo）樣（yàng）品的（de）整個質量達到溫度極限（xiàn）和浸（jìn）泡 要求。

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

2.5最低樣品溫度：（Ts（min））：根據3.3，通過（guò）熱電偶測量（liàng）的樣品。

JEDEC標準22-A104F

第2頁:

試（shì）驗方法A104F（試驗方法A104E的修訂）

2術語和定義（續）

2.6負載轉移時間（jiān）：物（wù）理轉移負載所需的時（shí）間 並將（jiāng）其引入另（lìng）一個（gè）。負載轉（zhuǎn）移適用於雙負載和三負載腔（qiāng）室循環。

2.7最大載荷：可放置在腔室中（zhōng）且仍滿足根據3.3，通過熱電偶驗證的規定溫度循環要求（qiú）。

2.8標稱ΔT：溫度循環（huán）試驗（yàn）條件；見（jiàn）表1。

2.9浸泡時間：樣品溫度（dù）在規（guī）定範圍內的總時間標稱Ts（最大值）和標稱Ts（最小值）。該範（fàn）圍定義為時間Ts為-5°C至+10°C/+15°C（取決（jué）於試驗條件（jiàn）公差）循環，時間（jiān）Ts為循環下端（duān）標稱溫度Ts（min）的+5°C至-10°C。

2.10浸泡溫度：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（dù）為+5°C至-10°C的Ts（最小）。2.11（溫度）循環（huán）時間：從一個高溫極（jí）限到給定樣品的下一（yī）個或從一個低（dī）溫（wēn）極端到（dào）下一個；見圖1。

2.12升溫速率： 樣本。

注1：應測量輪廓曲線的線性部分的斜率，通常為測試條件溫度（dù）範（fàn）圍的10%至90%之（zhī）間；參（cān）見圖1中的點（diǎn）a和b。

注2：斜（xié）坡率可能取決於負載，應針對所測試（shì）的負載進行驗證。

2.13試驗條（tiáo）件：表1中列出的各種溫度（dù）循環範（fàn）圍選項（xiàng）。

2.14浸泡模式：定（dìng）義浸泡時最小浸泡時間的分類術語溫度（最高（gāo））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2。 注2：選擇的浸泡模式取（qǔ）決（jué）於相關的故障機製。

2.15標稱溫度Ts（max）：滿足最大標稱溫度所需的樣（yàng）品溫度特定測試條（tiáo）件的溫度；見表1。 2.16標稱溫度Ts（min）：滿足最小標稱溫度所需的樣品（pǐn）溫度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（shì）驗方法A104E的修（xiū）訂）

3參考文件：JEP 140，半導體封裝的珠狀熱電偶測量。JEP 153，熱應力試驗爐溫度的表征和監測。 JESD94，使用（yòng）基於知識的測試方法的應用程序特定鑒定。IPC-SM-785，表麵安裝焊（hàn）料加速可靠性試驗（yàn）指南附件。

4儀器 ：所用室應（yīng）能夠提供和控製規定的溫度以及當腔（qiāng）室加載有最大負載時工作區域中的循環（huán）定（dìng）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一個或（huò）多個 以下兩種方法：

a） 使用儀表部件和最大負載進（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（shì）期間確保運行間的重複性。

b） 在（zài）每次測（cè）試過程（chéng）中，對處（chù）於最壞（huài）情（qíng）況下的一個或多個（gè）儀表部件進行（háng）持續監測溫度位（wèi）置（例如（rú），這可能是負載的角落和中間）。

5程序樣品：應放（fàng）置在相對於氣流（liú）的位置，以確保基本上不阻礙穿過（guò）每個樣（yàng）品和圍繞每個樣品的空氣流。特殊情況下如果需要安裝，則應予以規定。然後，樣品（pǐn）應（yīng）進（jìn）行規定的 規定循環次數的（de）溫度循環試驗條件（例如JESD47資格認證或（huò）供應商與用戶之間達成的協議（yì））。完成總數量試驗規定的周期可能會因臨時終點試驗而中斷，試驗室（shì）裝置批（pī）次的裝載或卸載，在規定的（de）時間間隔或（huò）結果下對樣品進行（háng）電氣測試電源或設備故障。但是，如果所有中（zhōng）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體上，則使用的膠水或膠帶的數量應盡量（liàng）減少（shǎo），以確保適當的溫度測量。熱電偶或等效（xiào）物溫度測（cè）量裝（zhuāng）置，所用的連接方法應確保整個質量樣品的溫度已達到極端溫度（dù）和浸泡（pào）要（yào）求。

JEDEC標準22-A104F

第4頁（yè）：

試驗方法A104F（試驗方法A104E的（de）修訂）

5.1標稱循環速率標稱循環速率取決於所選的浸泡模式。

5.1.1部件循環率典型（xíng）的部件級溫度循環速（sù）率在每小（xiǎo）時1至3個循環（cph）的範圍內。典型的失效機製包括但不限於疲（pí）勞（例如金屬電路疲勞）以及分層。對於某些失效機（jī）製，>如果（guǒ）溫度循環室能夠滿足Ts標稱值，則可以使用3 cph以及（jí）給（gěi）定試驗條件的浸泡要求。

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

5.1.3錫須循環（huán）率 如JESD22-A121所述，錫須循環速率應（yīng）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的修訂）

5.2最高和最低溫度測量的最大和最（zuì）小樣品溫度應（yīng）在（zài）表1顯（xiǎn）示了所使用的具體測試條件。Ts（最（zuì）大（dà）值）+10°C的典型邊界值Ts（min）的溫（wēn）度（dù）為-10°C，這取（qǔ）決於設（shè）備能力和測試目標。表1-溫（wēn）度循環試驗條件測驗條件*名義上的 ：

*警告（gào）：選擇測試條件（jiàn）時應小心，因為（wéi）：1） 特定測試條（tiáo）件可能超過某些包裝（zhuāng）材料的（de）玻（bō）璃化轉變溫度可能導致在現（xiàn）場設計應用條件（jiàn）下不常見的失（shī）效機（jī）製，2） 需要避免被測器件（DUT）之間（jiān）和之（zhī）間（jiān）的大的熱梯度，以便（biàn）保持測試數據的完整性和3）測試條件溫度範圍內的CTE差（chà）異在測試板（bǎn）上產生電鍍通孔過早（zǎo）失效，從而限製電氣讀數測試部件的（de）能力（lì）。Ts（最大值）的測試條件（jiàn）不（bú）建議超過125°C潛在動態再（zài）結晶導致的Pb/Sn焊料成分。 熱循環試驗條件的選擇（zé）應符合其試驗目標，並且應用使用條件。

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

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

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第6頁：

試驗方法A104F（試驗方法A104E的修訂）

5.2最高和最低溫（wēn）度（續）

表2-浸泡模式條（tiáo）件浸泡模式在浸（jìn）泡（pào）溫度（最大（dà）值）和浸泡條件下的最短浸泡時間              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（tiáo）件應適當對（duì）於正在測試的故障機製。必須按（àn）照第7（f）條的規定（dìng）記（jì）錄（lù）這些條件。

5.3上下浸（jìn）泡時間上限和下限（xiàn）浸泡時間因所選浸泡模式而（ér）異；見表2。在此浸泡（pào）期間試樣達到所需標稱溫度的時間，Ts（max）或Ts（min）。

5.4上下浸泡溫度（dù）上限和下限浸泡溫度隨所選測試條件而變化；見表1。5.5浸泡模式              浸泡模式列於表2中。浸泡時間比表（biǎo）中所示時間長的浸泡（pào）模式2與標準（zhǔn）循環速率不兼容，應僅根據（jù）特定的失（shī）效機製。

5.5.1部件浸泡模式在部件溫度循環中，通常使用浸泡模式1。

5.5.2互連浸泡模式浸泡模式2、3和4通常用於與諸如倒裝芯片（piàn）或BGA焊點的互連。 5.5.3錫須浸泡模式如JESD22-A121所述，錫（xī）須浸泡模式應為5至10分鍾。這相當於浸泡              模式2，見表2。

JEDEC標準22-A104F

第7頁：

試驗方法A104F（試驗方法A104E的（de）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3列（liè）出了部件與測試條件和浸（jìn）泡模式之間的關係。對於焊料互連，循環時間更短不建議（yì）超過30分鍾。

表3-試驗條（tiáo）件下的典型頻（pín）率和浸泡模式條件典型周期/小（xiǎo）時。

典型浸泡模式：

5.7斜率

5.7.1部件爬坡率斜坡速率通常（cháng）對大多數部件測試不重要互連，

見（jiàn）5.7.2。然而，即使使用（yòng）空氣作（zuò）為熱能耦合介質準確定義和控製斜坡（pō）速率非常重要，因為可能會無意中產（chǎn）生接近熱衝擊試驗環境應（yīng）超過規定的指南。

5.7.2互連斜率在測試互連焊點疲勞時，必須避免瞬態熱測試樣品中的梯度。熱質量大、傳熱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境溫度的（de）幾度以內坡（pō）道（dào）。這種情（qíng）況下，循環任（rèn）何部分的典型升溫速率（lǜ）為15°C/分鍾或更低，優（yōu）選速率為10°C至14°C/分（fèn）鍾（zhōng）。對於熱（rè）質量較大的樣品（pǐn），使用可能需要單區室來實現（xiàn）最佳的斜坡速率。注1：優（yōu）選的循環速率基於焊點疲勞適當測試（shì）之間的平衡以及（jí）熱循環測試（shì）效率。

注2：空氣對空氣或液體對液體（tǐ）熱（rè）衝擊（jī）室不（bú）應代替熱衝擊室由於（yú）DUT的（de）斜坡速率很重要，因此循環室的（de）速度過（guò）快會產生不現實的結果。互（hù）連測試期（qī）間的損壞。DUT上的大熱梯度也會導（dǎo）致整個腔室（shì）負載的加速度係數。

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第8頁：

試驗（yàn）方法A104F（試驗方（fāng）法A104E的修訂）

5.7.2互連斜率（續）焊料互連（lián）的典型測試要求列於（yú）表4中。以下各項的組合在測試焊料互連（lián）時，斜坡速率（lǜ）和浸泡時間非（fēi）常重要。

表4-焊料互連溫度（dù）循環的（de）推薦試驗條件測試條件*浸泡模式斜（xié）坡（pō）速率（°C/分鍾）循環（huán）速率（cph）

*警告：在選擇（zé）測試條件時應小（xiǎo）心，因為Ts（min）可能導致印刷（shuā）電路板（bǎn）穿孔和/或布線開裂，從而抑製與被測（cè）試的焊料互連相關聯（lián）的電讀數。

5.8負載轉移時間（僅雙腔）負載轉移時間應（yīng）小於（yú）1分鍾，以保持均勻（yún）的溫度分布穿過負載。 5.9測量（liàng）目視檢查和電氣測量，包括參數和功（gōng）能應按照適（shì）用采（cǎi）購（gòu）文件或數據表的規定進行測試。電氣測試可以在現場進行，也可以在環境溫度或極端溫度下進行。失敗電阻標準必須根據測試時樣品的（de）溫度進行調整。在裏麵此外，還應根據JESD22-A109對（duì）密（mì）封裝置進行氣密性試（shì）驗。

6失效（xiào）標準故障標準應包括（kuò）但不限於密封裝置的氣密性、參數極（jí）限、功（gōng）能極限、機械損傷和翹曲。參數和功能限製應由適用（yòng）的采購文件定義。機械損壞不包括固定或搬（bān）運引起的損壞，或損壞對包裝不重要在特定應用中的性能（néng）。

JEDEC標準22-A104F

第9頁

7總結：

適用采購文件中應規定以下（xià）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，樣品冷卻和加熱斜坡周期（qī）的速（sù）率和數量或特定的部件要求。

c） 必要時的臨時測量間隔（gé）。

d） 檢查、密封試驗（密封包裝）、內部粘結的特殊驗收標準（zhǔn）完整性測（cè）試和電氣測試（如果不是設備規範中規定（dìng）的（de）測試）。

e） 對於鑒定（dìng）測試，樣品大小和質（zhì）量水平。

f） 表1以外（wài）的極端溫度（dù）。指（zhǐ）定循環次數（shù）、溫度極限值、浸泡時間、每小時循環數（shù）、溫（wēn）度極限值公差（如果與表1）、斜坡（pō）速率和臨時測量（如果需要）。

JEDEC標準22-A104F

第10頁（yè） ：

試驗方法A104F（試驗方（fāng）法A104E的（de）修訂（dìng））

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

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

JEDEC標準22-A104F

第（dì）11頁

試驗方法A104F（試驗方法（fǎ）A104E的修訂

附錄B（資料性附錄（lù））修訂之間（jiān）的差異本附錄簡要描述了（le）對本測試方法中出現的條目所做的大部分更改。如果對概念的更改涉及添加或刪除任何單詞（不包括刪除意外重（chóng）複（fù）的單詞），它被包括在內。不包括（kuò）某些標點符號更改。

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

1範圍澄清，僅限於（yú）氣體介質中的熱循環

5.7.1將5.7.2中先前注（zhù）釋3的注意事項移至本節

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

3術語和定義-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（dìng）列（上下公（gōng）差） -測試條件選擇注意事項-熱循環剖（pōu）麵選擇參考JESD47和其他注意（yì）事項（xiàng）

5.6修訂表（biǎo）3 -（2）新T/C剖麵的浸泡建議–TCR、TCT

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

JEDEC標準改進表：

本表格旨在向（xiàng）JEDEC技術委員會提供行業的意見關於主題標準（zhǔn）的使用。邀請個人或公司向              傑迪克（kè）。所有意見將被收集並分發給適當的委（wěi）員會如果您可以提供輸入，請填寫此表格並返回：猶太法典

收件人：出版部北10街3103號（hào），240室弗吉尼亞州（zhōu）阿靈頓22201

傳真：703.907.7583

1.我建（jiàn）議對以下內容（róng）進行更改：

要求、條（tiáo）款編號：

試驗方法（fǎ）編號：

條款編號已證明參考條款編號（hào）為：

錯誤中不清晰太硬另外

2.糾正建（jiàn）議（yì）：

3.文件改進的其他建議：

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