芯片研发过程中常用的HAST非饱和蒸汽压试验
在半导体元器件的可靠性验证过程中,传统的环境应力测试如40℃/90%RH、85℃/85%RH、60℃/95%RH所需时间较长,为了在有限的时间内加速验证半导体元器件的可靠性,发展了新的试验方法,即HAST(Highly Accelerated temperrature and humidity Stress Test)非饱和蒸汽压试验。
HAST试验通过在试验箱中增加水蒸汽压力,实现超过100℃条件下的温湿度控制,加速温湿度老化效果,大大缩短了温湿度和温湿度偏压试验的时间,是高温高湿测试的加速版本。
HAST试验原理在于通过高温、高湿及高压环境加速水汽渗透,加速湿气对产品的侵蚀,缩短产品或系统的寿命试验时间,实现快速暴露产品的缺陷。与高温高湿测试相比,HAST试验会产生更多水分,加速腐蚀并导致更多绝缘劣化。
HAST试验广泛应用于PCB和塑料密封组件的加速老化,以及评估印刷线路板材料的吸湿率、耐高湿能力,半导体封装的抗湿能力,以及加速老化寿命试验等。参考标准包括IEC 60068-2-66、IEC 60749-4、MIL-STD-810G Method514等。
在实际应用中,HAST试验通过GB/T 2423.40-2013标准进行,测试条件会根据具体产品和需求调整。通过HAST试验,可以快速发现产品在潮湿环境下的失效机理,包括腐蚀、塑封材料的解聚与聚合、金属化区域的腐蚀、爆米花效应等。
HAST试验在产品研发阶段能够加速湿气对产品的侵蚀,快速定位设计和工艺缺陷,缩短试验周期,提升产品设计和制造工艺的完善性,减少最终用户现场故障。针对售后产品,HAST试验能够快速复现和定位故障,缩短改进周期,降低售后成本。
HAST试验加速了半导体元器件在潮湿环境下的可靠性评估,有效缩短了验证周期,提高了产品的设计和制造质量。通过HAST试验,企业能够在产品研发阶段和售后支持中,高效地处理产品性能和故障问题,增强产品竞争力。
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