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文章来源 : 广东优科检测 发表时间：2024-08-08 浏览数量：
在半导体行业中，确保芯片的可靠性和耐用性是至关重要的，特别是在恶劣环境下的应用中。为此，芯片制造商常常采用高加速应力试验（HAST，Highly Accelerated Stress Test）来评估产品的性能和寿命。本文将详细介绍HAST测试的原理、目的、失效机理及其适用的标准。
HAST 是一种用于评估产品在高温、高湿以及高压条件下的可靠性和寿命的测试方法。它通过在受控的压力容器内设定特定的温湿度条件，模拟产品在极端环境下的性能表现。HAST测试能够加速老化过程，如迁移、腐蚀、绝缘劣化和材料老化，从而缩短产品可靠性评估的测试周期，节约时间和成本。
HAST分为饱和和不饱和两种类型。饱和HAST通常在121°C和100%相对湿度（RH）的条件下进行，而不饱和HAST通常在110°C、120°C或130°C和85% RH的条件下进行。不饱和HAST通常在电子元件通电的情况下进行。通过HAST测试，产品在极端加速的条件下被检测，通常加速因子可以达到几十到几百倍。
HAST测试是集成电路（IC）行业中常用的可靠性测试方法。其主要原理是通过将芯片置于高温高湿环境下，模拟芯片在实际应用中可能面临的恶劣条件，以加速老化过程并评估芯片的稳定性和可靠性。
HAST测试的目的是：
1. 评估芯片在高温高湿环境下的稳定性，确保其在恶劣应用环境中长时间正常工作。
2. 检测可能由高温高湿引发的问题，如热膨胀导致的焊接破裂或金属线断裂，以及腐蚀引起的电气连接问题。
3. 验证芯片的可靠性，提供可靠的产品性能数据，供制造商和客户参考。
HAST测试可以快速激发芯片和PCB的特定失效现象，如分层、开裂、短路、腐蚀及爆米花效应。其失效机理主要涉及湿气的渗透及其引发的各种化学和物理反应。
湿气引发的故障原因
1. 水汽渗入：通过IC封装材料中的微小空隙，水汽能够渗透到封装内部，导致腐蚀、聚合物材料解聚、焊接点脱开等问题。
2. 铝线腐蚀：湿气渗透到芯片表面后，铝线可能发生电化学腐蚀，导致金属线断裂或开路。
3. 爆米花效应：芯片封装中的银胶吸水，当遇到高温时，水分汽化产生的压力会导致封装体爆裂。
加速腐蚀的因素
1. 材料不匹配：封装材料与芯片框架的膨胀系数不一致，在热应力作用下会产生应力集中，导致分层或裂纹。
2. 杂质离子污染：封装材料中的杂质离子可能加剧腐蚀过程，尤其是在施加偏压的情况下。
3. 塑封材料缺陷：塑封材料在制造过程中可能存在缺陷，如高浓度磷或其他杂质，进一步加速铝金属导线的腐蚀。
为了规范HAST测试的执行，业界制定了一系列标准，如：
- IEC60749-4：高加速应力试验
- ED-4701/100A：不饱和蒸汽加压试验
- JESD22-A118：无偏压高加速应力试验
- JESD22-A110E：高加速应力试验
- JESD22-A102E：无偏压高压蒸煮试验
- AEC-Q100：偏压和无偏压高加速应力试验
- JPCA-ET08：不饱和加压蒸汽试验
HAST测试在芯片制造和可靠性评估中起着至关重要的作用。它通过高温高湿的极端条件加速芯片老化过程，揭示潜在的失效机制，为产品的可靠性提供重要数据支持。通过遵循严格的HAST测试标准，制造商能够确保其产品在各种极端环境下都能表现出色。
优科检测检测是专业第三方HAST高加速应力测试机构，实验室具备GB/T 2423.40、IEC 60068-2-66、JESD22-A110E、AEC-Q101等标准CNAS检测资质和能力。可为电子产品、电子元器件、材料提供高加速应力测试服务，并出具权威认可的第三方检测报告。
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