封装可靠性之BHAST试验简析

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