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JESD22-A118B無偏壓HAST加速水汽抵抗性測試標準

作者：網絡編輯：瑞凱儀器來源：網絡發布日期： 2021.08.12

1、目的

本試驗方法主要適用于防潮性評估和耐用性試驗，并可作為無偏高壓蒸煮試驗的替代。樣品在非冷凝、潮濕的環境中進行類似于JESD22-A101“穩態溫度、濕度和偏差壽命試驗”，但溫度較高。對于本程序規定的溫度限值，試驗通常會產生與無偏“85℃/85%RH”穩態濕度壽命試驗相同的失效機制，但如果考慮到更高的溫度，則必須注意，因為可能會產生不切實際的失效機制。使用非冷凝環境可避免許多不相關的外部故障，如pin腳間泄漏或鉛腐蝕。然而，由于吸收的水分通常會降低大多數聚合物材料的玻璃化轉變溫度，高濕度和高溫（>tg）的結合可能會產生不切實際的材料失效。因此，如果出于可靠性或鑒定目的的無偏HAST，則需要謹慎。
無偏hast方法是為了評估非密封封裝固態器件在潮濕環境中的可靠性的試驗方法。這是一種高度加速試驗，在非冷凝條件下利用溫度和濕度加速水汽通過外部保護材料（封裝材料或密封件）或沿著外部保護材料和金屬導體之間的界面滲透。本試驗中不采用偏壓，以確保可能被偏壓掩蓋的失效機制可以被揭示（如電偶腐蝕)。此測試用于識別封裝內部的故障機制，具有破壞性。

2、試驗設備

    試驗需要一個HAST試驗箱，該試驗箱能夠在規定試驗條件的上升和下降過程中保持規定的溫度和相對濕度。
    2.1校準記錄
    建議對每個試驗循環的溫度分布進行記錄，以便驗證應力條件。校準記錄應驗證在熱質量負載條件下，設備在升溫和降溫過程中避免在溫度高于50℃的被測設備(DUT)上冷凝。校準記錄應驗證，對于穩態條件和熱質量負載，試驗條件保持在表1規定的公差范圍內。
    2.2壓力裝置
    受試樣品必須放置在HAST試驗箱中，以使溫度梯度小化。受試樣品與內腔表面的距離不得小于3cm，且不得受到加熱器直接輻射熱的影響。如果樣品安裝在試驗板上，試驗板的方向應盡量減少對蒸汽循環的干擾。
    2.3離子污染
    在選擇任何引入HAST試驗箱的材料時，必須小心謹慎，以盡量減少污染物的釋放，并盡量減少由于腐蝕和其他機制造成的降解。應控制試驗裝置的離子污染，以避免試驗受影響。
    2.4蒸餾或去離子
    應使用室溫下電阻率小為1MΩ·cm的蒸餾水或去離子水。

3、試驗條件

測試條件包括溫度、相對濕度和持續時間。
溫度.濕度和時間

    注1公差適用于整個可用試驗區域。
    注2︰僅供參考
     注3試驗條件應連續應用，除非在任何臨時讀數期間。對于臨時讀數，設備應在4.4規定的時間內恢復應力
    注4:無偏HAST持續時間旨在滿足或超過使用條件下的等效壽命。根據應力加速度確定持續時間(見jep122)。應力持續時間由內部資格要求、jesd47或適用的采購文件規定。典型的測試持續時間為:
    注意:對于塑封的微電路，眾所周知，濕氣會降低塑料的有效玻璃化轉變溫度。高于有效玻璃化轉變溫度的應力溫度可能導致與操作使用無關的失效機制。

4、試驗步驟

    試驗裝置的安裝方式應使其暴露在規定的溫度和濕度條件下。應避免設備暴露在導致冷凝的條件下，特別是在上升和下降過程中。當設備溫度高于30℃時，R.H.必須≥40%，以確保其水分含量不降低，即不適當的水分烘烤。
     4.1升溫
    4.1.1達到穩定溫度和相對濕度條件的時間應少于3小時。
    4.1.2應通過確保HAST試驗箱（干球）溫度始終超過濕球溫度來避免冷凝，且升溫速率不得過快，以確保任何被測設備的溫度不會滯后于濕球溫度。
    4.1.3干球和濕球溫度設定值，應確保在加熱開始后，相對濕度不低于50%。在干燥的實驗室中，試驗室環境初可能比這干燥。
    4.2降溫
    4.2.1緩降至稍正表壓（濕球溫度約104℃)的部分應足夠長，以避免因快速降壓而產生的試驗影響，但應小于3小時。
    4.2.2當HAST試驗箱通風時，應進行從104℃濕球溫度到室溫的第二部分應務下降。沒有時間限制，允許強制冷卻容器。
    4.2.3通過確保HAST試驗箱（干球)溫度始終超過濕球溫度，應避免應力下降的兩個部分出現樣品上的冷凝。
    4.2.4應力下降應保持封裝塑料的含水量。因此，在應力下降的部分，相對濕度不得小于50%，見4.2.1。
    4.3試驗時間
    當溫度和相對濕度達到設定值時，測試時鐘開始，并在斜坡下降開始時停止。
    4.4信息讀出
    電氣試驗應在應力下降結束后48小時內進行。注:對于中間讀數，樣品應在應力下降結束后96小時內恢復應力。將樣品放在密封的防潮袋中，可以降低樣品從試驗箱中取出后的水分損失率，袋子應為非真空密封，無需氮氣吹掃，也無需干燥劑。當樣品放置在密封袋中時，“測試窗口時鐘”以樣品暴露于實驗室環境的速率的1/3運行。因此，通過將裝置密封在防潮袋中，測試窗口可延長至144小時，恢復應力的時間可延長至288小時。
    注1:應選擇電氣試驗參數以保留任何缺陷(即，通過限制施加的試驗電流)。
    注2:如果技術數據合理，則允許額外的測試延遲時間或恢復應力延遲時間。
    4.5處理
    應使用合適的手套來處理樣品、試驗板和固定裝置。污染控制在任何高度加速的濕度應力試驗中都很重要。