温度循环测试 (Temperature Cycling Test, TCT) 是半导体封装可靠性测试(Reliability Test)中最核心、最严苛、也是最常见的一项测试。
它的目的只有一个:通过模拟极端的冷热交替环境,加速暴露封装结构中的“热胀冷缩”问题,预测芯片的使用寿命。
温度循环测试的核心原理?
CTE 不匹配,这是 TCT 测试的物理基础。
封装体是由多种不同材料“三明治”叠在一起的,每种材料的热膨胀系数 (CTE) 都不一样:
硅芯片: 很硬,受热几乎不膨胀 (CTE ≈ 2.6 ppm/°C)。
有机基板 (Substrate/PCB): 受热膨胀很大 (CTE ≈ 15~17 ppm/°C)。
塑封料: 介于两者之间。
当温度变化时,基板想大幅膨胀/收缩,但芯片纹丝不动。 这会导致中间连接的 焊球 或 凸点受到巨大的剪切应力。经过成百上千次的反复拉扯,焊球就会像一根反复弯折的铁丝一样,产生疲劳裂纹 ,最终断裂。
测试标准与条件?
行业通用标准是 JEDEC JESD22-A104。
消费级/工业级 :
低温: -55°C (+0/-10)
高温: +125°C (+10/-0)
Condition C (车载/军工级):
低温: -65°C
高温: +150°C
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