封裝可靠性之BHAST試驗簡析

高加速溫度和濕度應力測試（強加速穩態濕熱試驗）BHAST通過對芯片施加嚴苛的溫度、濕度和偏置條件來加速水汽穿透外部保護材料（灌封或密封）或外部保護材料和金屬導體的交界面，從而評估潮濕環境中的非氣密性封裝芯片的可靠性。失效機理與“85℃/85%RH”穩態溫濕度偏置壽命試驗THB相同。執行兩種試驗的情況下，“85℃/85%RH”穩態溫濕度偏置壽命試驗THB結果優先于高加速溫度和濕度應力測試BHAST。本試驗應被視為破壞性試驗。

失效機理：

塑封料用環氧樹脂包封，成本較低，在集成電路中應用較多，但塑封的防水性較差，水汽可以穿過塑封料到芯片表面，遇到金屬層，通過帶入外部雜質或溶解在樹脂中的雜質，與金屬作用使連線腐蝕，導致芯片失效。

試驗條件：

參考JESD22-A110E規范，BHAST試驗有兩種試驗條件：130℃/96hrs和110℃/264hrs

試驗過程中應該注意：

（1）電源功率最小化；

（2）盡可能通過管腳交替偏置加壓，交替拉高拉低；

（3）盡可能多地通過芯片金屬化來分配電勢差，來引發離子遷移效應；

（4）在工作范圍的最高電壓；注：上述準則的優先選擇應基于機構和特定的器件性能；

（5）可采用兩種偏置中任意一種滿足上述準則，并取嚴酷度較高的一種：

（a）持續偏置：持續施加直流偏置。芯片溫度比設備腔體環境溫度高≤10℃時，或受試器件（DUT）的散熱小于200mW時，連續偏置比循環偏置更嚴苛；

（b）循環偏置：試驗時以適當的頻率和占空比向器件施加直流電壓。如果偏置導致芯片溫度高于試驗箱溫度且差值ΔTja>10℃，對特定器件類型，循環偏置比連續偏置更嚴苛。對大部分塑封芯片而言，受試器件（DUT）最好采用50%的占空比施加循環偏置。

與其他試驗的比較：

HAST：HAST試驗一般根據是否施加偏置分為BHAST與UHAST兩種，UHAST試驗環境條件與BHAST相同但不需要加電。

THB：THB試驗通常被稱為雙85試驗，試驗條件相較于HAST更為寬松，為延長試驗時長（1000hrs）的替代性試驗。

審核編輯：劉清