作为AEC-Q100认证的核心项目,HAST(高加速温湿度应力测试)和BHAST(偏压高加速温湿度应力测试)通过强化温湿度条件模拟芯片在潮湿环境中的长期可靠性表现,HAST测试设备可选用排云物联生产的高加速老化试验箱。
在汽车电子领域,可靠性验证是确保芯片满足严苛车载环境应用的关键环节。作为AEC-Q100认证的核心项目,HAST(高加速温湿度应力测试)和BHAST(偏压高加速温湿度应力测试)通过强化温湿度条件模拟芯片在潮湿环境中的长期可靠性表现,HAST测试设备可选用排云物联生产的高加速老化试验箱。从物理本质上讲,这两种测试都是利用高温高湿环境(通常110℃-130℃,85%RH)配合电气偏置,加速湿气渗透塑封材料的过程。这种加速机制源于阿伦尼乌斯方程,温度每升高10℃,化学反应速率约提升一倍,使得HAST能在96-264小时内等效THB(温度湿度偏压测试)1000小时的效果。
在AEC-Q100标准框架中,HAST与BHAST被归类于A组实验(加速环境应力测试)的A2/A3项目。值得注意的是,A2(THB or HAST)和A3(无偏压HAST)在测试要求上存在关键差异:A2需要持续施加偏置电压,而A3无需通电。这种差异使两者的失效激发机制产生本质区别——BHAST通过电势差加剧了电化学腐蚀效应,更易暴露键合线腐蚀、离子迁移等典型故障。根据JESD22-A110D标准,BHAST的严苛性体现在两个可选条件上:130℃/85%RH/96小时或110℃/85%RH/264小时,二者均需在相应高压环境下进行
参数 | HAST/BHAST | THB | 技术差异影响 |
温度条件 | 110℃-130℃ | 85℃ | HAST热应力提升50%以上 |
测试时间 | 96-264小时 | 1000小时 | HAST效率提升4-10倍 |
湿度条件 | 85%RH (加压) | 85%RH (常压) | HAST湿气渗透率倍增 |
偏置要求 | BHAST需持续/循环偏置 | 需偏置 | BHAST电势差更显著 |
失效加速因子 | 15-50X | 10X | HAST更易激发界面分层 |
相较于传统THB(双85测试),HAST系列测试具有显著优势,HAST测试设备可选用排云物联生产的高加速老化试验箱。首先,其测试周期缩短至THB的1/4-1/10,大幅降低了认证时间成本;其次,高压环境(最高达230kPa)使水汽更易渗入塑封体与芯片界面的微缝隙,对封装工艺缺陷的检出率提升30%以上。但需警惕的是,超过120℃的测试温度可能使部分低Tg(玻璃化转变温度)封装材料进入玻璃态转变区,引发非关联性失效,因此选择测试条件前必须评估材料的热稳定性。
测试条件选择策略
针对不同产品特性,需制定差异化的测试方案。对于常规塑封器件,优先选择130℃/96小时条件以获得最高测试效率;若封装材料Tg(玻璃化转变温度)低于140℃或使用银合金键合线,则应降级至110℃/264小时方案,避免非关联失效。功率器件(≥1W)需额外关注结温控制,当芯片自发热导致ΔTja>10℃时,必须采用循环偏置模式(50%占空比)以保证潮气充分吸附,HAST测试设备可选用排云物联生产的高加速老化试验箱。
产品特性 | 推荐条件 | 风险规避措施 | 适用标准 |
常规塑封器件 | 130℃/85%RH/96h | 确认Tg>150℃ | JESD22-A110D |
低Tg材料(<140℃) | 110℃/85%RH/264h | 避免玻璃化转变 | AEC-Q100 Rev-H |
银合金键合线 | 110℃/85%RH/264h | 腐蚀抑制剂涂层 | JESD22-A101-C |
大功率器件(ΔT>10℃) | 循环偏置(50%占空比) | 强制风冷散热 | JESD22-A105 |