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產品可靠性分析:HAST高壓加速老化試驗判斷失效方法

日期:2021-11-03 16:11:00 瀏覽量:3881 標簽: 可靠性分析 可靠性測試 加速老化測試

隨著半導體可靠性的提高,前大多半導體器件能承受長期的THB試驗而不會產生失效,因此用來確定成品質量的測試時間也相應增加了許多。

原理:

試樣在高溫高濕度以及偏壓的苛刻環境下,加速濕氣穿過外部的保護層,或沿著金屬和外保護層的分界面穿透,造成試樣的失效。

標準:

JESD22-110-B

模塊設計:

設備物料:

1、控制的環境:需要在上升至特定的測試環境或從特定的環境下降時,保證壓力、溫度和相對濕度的HAST試驗箱。

2、溫度曲線記錄:需要記錄每個測試循環的溫度曲線,以保證能核實壓力的有效性;

3、試樣必須位于溫度梯度最小處,離內壁至少3cm,不能接觸到熱源的直接輻射加熱;

4、減少污染

5、去除離子污染.

6、去離子水

方法:

1、溫度,相對濕度和時間

產品可靠性分析:HAST高壓加速老化試驗判斷失效方法

2、偏壓方法

a)減少功率消耗

b)盡量快地交換針偏壓

c)盡量多地在芯片上分布位差

d)在可運行的范圍內盡量加大電壓

e)以下兩種方法可以滿足指導方法:

1)連續偏壓-直流偏壓需要一直施加

當失效溫度比HAST試驗箱的環境溫度高≤10℃時,或者加熱損耗小于200mW時失效溫度未知時,連續偏壓比循環偏壓要嚴格的多。當加熱損耗達到200mW,就可以計算失效溫度。如果失效溫度超過了HAST試驗箱溫度5℃,則需要在結果中記錄失效溫度高于HAST試驗箱溫度,因為產生了加速失效機理。

2)循環偏壓

施加在試樣上的直流電壓需要以適當的頻率進行中斷。如果偏壓的設置產生了HAST試驗箱溫度的上升,OTia,達到10℃,當為了最優化特定試樣類型時,循環偏壓要比連續偏壓更為嚴格。能量耗散導致的加熱會造成濕氣的散開,減少和濕氣有關的失效機制。

當試樣不發生能量耗散時,循環偏壓在中斷時允許濕氣的進入。50%周期的循環對大多數的塑料封裝電路板最合適。對≥2mn厚度的需要≤2h,而<2m厚度的需要≤30min。當失效溫度超過HAST試驗箱5℃或更多時,需要用知名的熱阻抗和耗散公式來計算失效的溫度。

3、偏壓的選擇與記錄

產品可靠性分析:HAST高壓加速老化試驗判斷失效方法

4、測試樣品需要暴露在特定的溫濕度以及特定的電偏壓環境下。需要避免試樣過熱,干燥或者局部加熱或冷卻。

5、升

達到穩定的溫度和相對濕度的時間不超過3個小時。通過保證測試倉內的溫度始終超過濕球溫度計的溫度,來保證不會有水分凝結。升溫速率也不能太快以至于DUT溫度低于濕球溫度計溫度。干濕溫度計需要一直記錄溫度,保證在主要的加熱開始時,相對濕度在50%以上。在干燥的實驗室內,HAST試驗箱內環境可能比這還要干燥。

6、降

第一階段,稍微下降到一定標準壓力(濕球溫度104℃)需要足夠長的時間保證試樣不產生由于下降過快導致的認為因素。但是也不要超過3個小時。

第二階段的下降時從濕球溫度的104℃到室溫需要讓測試倉排出壓力。沒有時間的限.

制,也可以對容器進行強冷。

下降的部分都不允許水的凝結,為了保證測試倉的溫度始終超過濕球溫度計。

下降時需要保證模塑料封裝硬模的濕度。因此,在第一段下降的過程中,相對濕度不能小于50%。

失效判定:

如果達到了參量的限制,或者在最惡劣的環境下不能證明其功能性,則判定該試樣在HAST測試中失效。

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