產(chǎn)品可靠性分析:HAST高壓加速老化試驗(yàn)判斷失效方法
日期：2021-11-03 16:11:00 瀏覽量：3869 標(biāo)簽: 可靠性分析 可靠性測(cè)試 加速老化測(cè)試
隨著半導(dǎo)體可靠性的提高，前大多半導(dǎo)體器件能承受長(zhǎng)期的THB試驗(yàn)而不會(huì)產(chǎn)生失效，因此用來(lái)確定成品質(zhì)量的測(cè)試時(shí)間也相應(yīng)增加了許多。
原理：
試樣在高溫高濕度以及偏壓的苛刻環(huán)境下，加速濕氣穿過(guò)外部的保護(hù)層，或沿著金屬和外保護(hù)層的分界面穿透，造成試樣的失效。
標(biāo)準(zhǔn)：
JESD22-110-B
模塊設(shè)計(jì)：
無(wú)
設(shè)備物料：
1、控制的環(huán)境：需要在上升至特定的測(cè)試環(huán)境或從特定的環(huán)境下降時(shí)，保證壓力、溫度和相對(duì)濕度的HAST試驗(yàn)箱。
2、溫度曲線記錄：需要記錄每個(gè)測(cè)試循環(huán)的溫度曲線，以保證能核實(shí)壓力的有效性；
3、試樣必須位于溫度梯度最小處，離內(nèi)壁至少3cm，不能接觸到熱源的直接輻射加熱；
4、減少污染
5、去除離子污染.
6、去離子水
方法：
1、溫度，相對(duì)濕度和時(shí)間
濕度和時(shí)間1_20211103160838_236.jpg "產(chǎn)品可靠性分析:HAST高壓加速老化試驗(yàn)判斷失效方法")
2、偏壓方法
a）減少功率消耗
b）盡量快地交換針偏壓
c）盡量多地在芯片上分布位差
d）在可運(yùn)行的范圍內(nèi)盡量加大電壓
e）以下兩種方法可以滿足指導(dǎo)方法：
1）連續(xù)偏壓-直流偏壓需要一直施加
當(dāng)失效溫度比HAST試驗(yàn)箱的環(huán)境溫度高≤10℃時(shí)，或者加熱損耗小于200mW時(shí)失效溫度未知時(shí)，連續(xù)偏壓比循環(huán)偏壓要嚴(yán)格的多。當(dāng)加熱損耗達(dá)到200mW，就可以計(jì)算失效溫度。如果失效溫度超過(guò)了HAST試驗(yàn)箱溫度5℃，則需要在結(jié)果中記錄失效溫度高于HAST試驗(yàn)箱溫度，因?yàn)楫a(chǎn)生了加速失效機(jī)理。
2）循環(huán)偏壓
施加在試樣上的直流電壓需要以適當(dāng)?shù)念l率進(jìn)行中斷。如果偏壓的設(shè)置產(chǎn)生了HAST試驗(yàn)箱溫度的上升，OTia，達(dá)到10℃，當(dāng)為了最優(yōu)化特定試樣類型時(shí)，循環(huán)偏壓要比連續(xù)偏壓更為嚴(yán)格。能量耗散導(dǎo)致的加熱會(huì)造成濕氣的散開(kāi)，減少和濕氣有關(guān)的失效機(jī)制。
當(dāng)試樣不發(fā)生能量耗散時(shí)，循環(huán)偏壓在中斷時(shí)允許濕氣的進(jìn)入。50%周期的循環(huán)對(duì)大多數(shù)的塑料封裝電路板最合適。對(duì)≥2mn厚度的需要≤2h，而<2m厚度的需要≤30min。當(dāng)失效溫度超過(guò)HAST試驗(yàn)箱5℃或更多時(shí)，需要用知名的熱阻抗和耗散公式來(lái)計(jì)算失效的溫度。
3、偏壓的選擇與記錄
4、測(cè)試樣品需要暴露在特定的溫濕度以及特定的電偏壓環(huán)境下。需要避免試樣過(guò)熱，干燥或者局部加熱或冷卻。
5、升
達(dá)到穩(wěn)定的溫度和相對(duì)濕度的時(shí)間不超過(guò)3個(gè)小時(shí)。通過(guò)保證測(cè)試倉(cāng)內(nèi)的溫度始終超過(guò)濕球溫度計(jì)的溫度，來(lái)保證不會(huì)有水分凝結(jié)。升溫速率也不能太快以至于DUT溫度低于濕球溫度計(jì)溫度。干濕溫度計(jì)需要一直記錄溫度，保證在主要的加熱開(kāi)始時(shí)，相對(duì)濕度在50%以上。在干燥的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，HAST試驗(yàn)箱內(nèi)環(huán)境可能比這還要干燥。
6、降
第一階段，稍微下降到一定標(biāo)準(zhǔn)壓力(濕球溫度104℃）需要足夠長(zhǎng)的時(shí)間保證試樣不產(chǎn)生由于下降過(guò)快導(dǎo)致的認(rèn)為因素。但是也不要超過(guò)3個(gè)小時(shí)。
第二階段的下降時(shí)從濕球溫度的104℃到室溫需要讓測(cè)試倉(cāng)排出壓力。沒(méi)有時(shí)間的限.
制，也可以對(duì)容器進(jìn)行強(qiáng)冷。
下降的部分都不允許水的凝結(jié)，為了保證測(cè)試倉(cāng)的溫度始終超過(guò)濕球溫度計(jì)。
下降時(shí)需要保證模塑料封裝硬模的濕度。因此，在第一段下降的過(guò)程中，相對(duì)濕度不能小于50%。
失效判定：
如果達(dá)到了參量的限制，或者在最惡劣的環(huán)境下不能證明其功能性，則判定該試樣在HAST測(cè)試中失效。
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