隨著半導(dǎo)體可靠性的提高,前大多半導(dǎo)體器件能承受長期的THB試驗而不會產(chǎn)生失效,因此用來確定成品質(zhì)量的測試時間也相應(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,加速濕氣穿過外部的保護層,或沿著金屬和外保護層的分界面穿透,造成試樣的失效。
標準:
JESD22-110-B
模塊設(shè)計:
無
設(shè)備物料:
1、控制的環(huán)境:需要在上升至特定的測試環(huán)境或從特定的環(huán)境下降時,保證壓力、溫度和相對濕度的HAST試驗箱。
2、溫度曲線記錄:需要記錄每個測試循環(huán)的溫度曲線,以保證能核實壓力的有效性;
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,相對濕度和時間
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
當失效溫度比HAST試驗箱的環(huán)境溫度高≤10℃時,或者加熱損耗小于200mW時失效溫度未知時,連續(xù)偏壓比循環(huán)偏壓要嚴格的多。當加熱損耗達到200mW,就可以計算失效溫度。如果失效溫度超過了HAST試驗箱溫度5℃,則需要在結(jié)果中記錄失效溫度高于HAST試驗箱溫度,因為產(chǎn)生了加速失效機理。
2)循環(huán)偏壓
施加在試樣上的直流電壓需要以適當?shù)念l率進行中斷。如果偏壓的設(shè)置產(chǎn)生了HAST試驗箱溫度的上升,OTia,達到10℃,當為了最優(yōu)化特定試樣類型時,循環(huán)偏壓要比連續(xù)偏壓更為嚴格。能量耗散導(dǎo)致的加熱會造成濕氣的散開,減少和濕氣有關(guān)的失效機制。
當試樣不發(fā)生能量耗散時,循環(huán)偏壓在中斷時允許濕氣的進入。50%周期的循環(huán)對大多數(shù)的塑料封裝電路板最合適。對≥2mn厚度的需要≤2h,而<2m厚度的需要≤30min。當失效溫度超過HAST試驗箱5℃或更多時,需要用知名的熱阻抗和耗散公式來計算失效的溫度。
3、偏壓的選擇與記錄
4、測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。需要避免試樣過熱,干燥或者局部加熱或冷卻。
5、升
達到穩(wěn)定的溫度和相對濕度的時間不超過3個小時。通過保證測試倉內(nèi)的溫度始終超過濕球溫度計的溫度,來保證不會有水分凝結(jié)。升溫速率也不能太快以至于DUT溫度低于濕球溫度計溫度。干濕溫度計需要一直記錄溫度,保證在主要的加熱開始時,相對濕度在50%以上。在干燥的實驗室內(nèi),HAST試驗箱內(nèi)環(huán)境可能比這還要干燥。
6、降
第一階段,稍微下降到一定標準壓力(濕球溫度104℃)需要足夠長的時間保證試樣不產(chǎn)生由于下降過快導(dǎo)致的認為因素。但是也不要超過3個小時。
第二階段的下降時從濕球溫度的104℃到室溫需要讓測試倉排出壓力。沒有時間的限.
制,也可以對容器進行強冷。
下降的部分都不允許水的凝結(jié),為了保證測試倉的溫度始終超過濕球溫度計。
下降時需要保證模塑料封裝硬模的濕度。因此,在第一段下降的過程中,相對濕度不能小于50%。
失效判定:
如果達到了參量的限制,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測試中失效。
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