随着元器件的可靠性越来越高有些传统的试验方法已经不能适应

点击次数：673 更新时间：2022-01-13

　　近几年来，随着技术的进步，元器件的可靠性越来越高，有些传统的试验方法已经不能适应。例如，IC常用的温度/湿度/偏压(THB) 试验(85C/85%RH加偏压)对日前封装的质量水平来说要经过几千小时的试验才能获得有用的结果。

　　另外，随着越来越多的塑封微电路和COTS产品在高可靠设备上的应用，也需要在试验和筛选技术上进行改进，以减少风险。

　　在美国宣布采用非政府标准SSB-1“在航空与其它严格控制应用中使用塑封微电路与半导体的导则”，标准中规定了有关半导体企业用于鉴定新产品或改进产品的常用可靠性试验，包括：表面安装器件的预处理、偏压寿命试验、温度循环、高压蒸煮、THB和高加速应力试验(HAST) 等。

　　在这些试验中，HAST试验箱是专为塑封固态器件而设计的，因为事实证明，高压蒸煮和THB试验对于某些健壮的塑封微电路已经不能产生失效。

　　这一试验用高温(通常为130 ℃)、高相对湿度(约85%)、高大气压力的条件(达3 atm)来加速潮气通过外部保护材料或芯片引线周围的密封封装。当潮气到达基片的表面，电势能可把器件变成电解电池，从而加速腐蚀失效机理。

　　这一试验要加速的失效机理包括有金属化腐蚀、材料界面处的分层、线焊失效、绝缘电阻下降等。这与THB类似，但HAST的加速速率更快。

　　有些器件生产厂通过比较确定某个批次的失效是由相同的失效模式引起后，就对这一批次用HAST代替THB ，然后使用加速因子根据HAST试验结果推导出等效的THB失效结果。

　　对于加速试验，过去大多是用单应力和恒定应力剖面来进行。但在新的加速试验中，应力剖面不需要恒定，也可使用应力组合。

　　常见的非恒定应力剖面和组合应力剖面有分步进应力剖面试验、渐进应力剖面试验、高加速寿命试验(HALT)、高加速应力筛选(HASS) 和HAST。

　　其中HALT、HASS和HAST是较新的试验方法。HALT 是一种开发试验，是增强型的分步应力试验。一般用于发现设计的弱点和生产过程问题，其月的是提高设计的强度余量，而不是预计产品的定量寿命或可靠性。

　　HASS是一种加速环境应力筛选。它提供了产品遇到的最严酷的环境，而且所花的时间很有限。HASS 的目的是达到“技术的基本极限”，即应力的小量增加就会大量增加失效的应力水平。

　　HALT和HASS联合使用的目标是改进产品设计时使生产变化和环境作用对性能和可靠性的影响降到最小。