高加速温度和湿度应力测试(强加速稳态湿热试验)BHAST通过对芯片施加严苛的温度、湿度和偏置条件来加速水汽穿透外部保护材料(灌封或密封)或外部保护材料和金属导体的交界面,从而评估潮湿环境中的非气密性封装芯片的可靠性。失效机理与“85℃/85%RH”稳态温湿度偏置寿命试验THB相同。执行两种试验的情况下,“85℃/85%RH”稳态温湿度偏置寿命试验THB结果优先于高加速温度和湿度应力测试BHAST。本试验应被视为破坏性试验。
失效机理:
塑封料用环氧树脂包封,成本较低,在集成电路中应用较多,但塑封的防水性较差,水汽可以穿过塑封料到芯片表面,遇到金属层,通过带入外部杂质或溶解在树脂中的杂质,与金属作用使连线腐蚀,导致芯片失效。
试验条件:
参考JESD22-A110E规范,BHAST试验有两种试验条件:130℃/96hrs和110℃/264hrs
试验过程中应该注意:
(1)电源功率最小化;
(2)尽可能通过管脚交替偏置加压,交替拉高拉低;
(3)尽可能多地通过芯片金属化来分配电势差,来引发离子迁移效应;
(4)在工作范围的最高电压;注:上述准则的优先选择应基于机构和特定的器件性能;
(5)可采用两种偏置中任意一种满足上述准则,并取严酷度较高的一种:
(a)持续偏置:持续施加直流偏置。芯片温度比设备腔体环境温度高≤10℃时,或受试器件(DUT)的散热小于200mW时,连续偏置比循环偏置更严苛;
(b)循环偏置:试验时以适当的频率和占空比向器件施加直流电压。如果偏置导致芯片温度高于试验箱温度且差值ΔTja>10℃,对特定器件类型,循环偏置比连续偏置更严苛。对大部分塑封芯片而言,受试器件(DUT)最好采用50%的占空比施加循环偏置。
与其他试验的比较:
HAST:HAST试验一般根据是否施加偏置分为BHAST与UHAST两种,UHAST试验环境条件与BHAST相同但不需要加电。
THB:THB试验通常被称为双85试验,试验条件相较于HAST更为宽松,为延长试验时长(1000hrs)的替代性试验。
审核编辑:刘清
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原文标题:封装可靠性之BHAST试验介绍
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