电子产品在实际使用过程中，不仅要承受工作负载，还要经受环境的考验。温度和湿度的周期性变化，会对产品的材料、结构和电气性能产生复杂的影响，可能导致产品失效。为了评估产品在这种严苛环境下的可靠性，温湿度循环试验（Temperature and Humidity Cycling Test，简称THCT）成为一种重要的测试手段。
什么是THCT试验？
THCT试验是一种将产品暴露在交替变化的高低温和高低湿环境中，并通常在试验过程中对产品施加电应力（偏置电压或工作负载），以模拟产品在实际使用中可能经历的温湿度变化，从而评估其可靠性的试验。其基本原理是利用温湿度变化引起的材料膨胀收缩、吸湿解吸、电化学腐蚀等物理和化学变化，加速产品潜在缺陷的暴露。
THCT试验的应用
THCT试验主要应用于：
- 电子元器件：电阻、电容、电感、晶体管、集成电路、连接器等。
- 组件和模块：电源模块、显示模块、传感器模块等。
- 成品：各种电子产品，如手机、电脑、服务器、汽车电子设备等。
THCT试验可以帮助制造商：
- 评估产品在温湿度循环条件下的寿命。
- 识别潜在的温湿度敏感性问题。
- 验证产品的设计和制造工艺。
- 提高产品的可靠性和耐用性。
THCT试验的标准
THCT试验通常遵循以下国际标准：
- IEC 60068-2-38：Environmental testing – Part 2-38: Tests – Test Z/AD: Composite temperature/humidity cyclic test
- IEC 60749-20: Semiconductor devices – Mechanical and climatic test methods – Part 20: Resistance of plastic-encapsulated SMDs to the combined effect of moisture and soldering heat.
- JESD22-A101：Temperature Humidity Bias (THB)
- MIL-STD-883：Test Method Standard Microcircuits (Method 1004)
- MIL-STD-202: Test Method Standard Electronic and Electrical Component Parts
THCT试验的条件
THCT试验的关键参数包括：
| 参数 | 典型值范围 | 说明 |
|---|---|---|
| 温度 | 低温：-10°C、-25°C、-40°C等；高温：+55°C、+65°C、+85°C等 | 根据产品规格和试验目的选择 |
| 湿度 | 低湿：20%RH、30%RH等；高湿：85%RH、93%RH、95%RH等 | 根据产品规格和试验目的选择 |
| 循环次数 | 5次、10次、20次、100次等 | 根据产品预期寿命和试验目的确定 |
| 持续时间 | 每个循环通常为24小时，总持续时间根据循环次数确定 | |
| 偏置电压/负载 | 根据产品规格和试验目的确定 | 施加电应力可以加速某些失效模式的出现 |
| 样品数量 | 根据统计要求确定 | 足够的样品数量可以提高试验结果的置信度 |
| 失效判定 | 根据产品规格书定义的功能或参数失效标准 | 在试验过程中定期监测产品的性能 |
THCT试验与其他试验的区别
| 试验类型 | 温度 | 湿度 | 电应力 | 主要应用 |
|---|---|---|---|---|
| THCT试验 | 高低温循环 | 高低湿循环 | 通常施加 | 评估产品在温湿度循环和带电条件下的可靠性 |
| THST试验 | 高低温循环 | 高低湿循环 | 不施加 | 评估产品在温湿度循环（不带电）条件下的可靠性（主要考察存储） |
| 恒定湿热试验 | 恒定高温高湿 | 恒定高湿 | 不施加/施加 | 评估产品在长期高温高湿环境下的可靠性 |
| 温度循环试验 | 高低温循环 | 不控制 | 不施加/施加 | 评估产品在温度变化条件下的可靠性和热疲劳 |
| HAST | 高温高湿高压 | 高湿 | 不施加/通常不施加 | 主要用于非气密性封装器件的加速湿热应力测试 |
THCT试验的失效分析
THCT试验后，通常需要对失效样品进行失效分析，以确定失效原因和失效机制。常见的失效分析方法包括：
- 外观检查：观察样品是否有变形、裂纹、变色、腐蚀等。
- 电学测试：测量样品的电学参数，判断是否失效。
- 物理分析：使用显微镜、扫描电子显微镜（SEM）等观察失效位置和形貌。
- 材料分析：使用能谱仪（EDS）、X射线光电子能谱（XPS）等分析失效区域的元素成分。
选择THCT试验服务商
进行THCT测试,选择服务商时, 可以考虑以下几点:
- 资质: 是否有CNAS, CMA等资质.
- 设备: 是否有满足实验要求的设备.
- 经验: 是否有相关产品的测试经验.
总结
温湿度循环试验（THCT）是评估产品在温湿度循环和带电条件下可靠性的重要手段。通过THCT试验，制造商可以及早发现产品设计和制造过程中的潜在问题，从而提高产品质量，降低风险。海沣检测拥有先进的THCT试验设备和经验丰富的工程师团队，可提供符合国际标准的THCT试验服务，为您的产品保驾护航。
海沣检测，您可信赖的合作伙伴！如果您有THCT试验需求，欢迎随时联系我们！
联系电话：400-110-0821 微信：jiancehf
扫码咨询
