该规范旨在明确芯片在量产验证测试阶段进行HAST高度加速应力试验箱测试(Highly Accelerated Stress Test,高度加速应力测试)的具体要求和技术细节,以确保芯片在长期贮存条件下的可靠性。本规范适用于非密封封装(塑料封装)的芯片,并区分了带偏置(bHAST)和不带偏置(uHAST)的测试。
一、简介
HAST测试通过模拟高温、高压、潮湿的极端环境,评估非密封封装器件在上电状态下的可靠性。该测试采用严格的温度、湿度、大气压和电压条件,以加速水分渗透到材料内部与金属导体之间的电化学反应,从而快速暴露潜在的可靠性问题。
三、HAST测试条件
温度、湿度、气压、测试时间
HAST试验条件通常选择如下:
温度:130℃
湿度:85%RH
气压:230KPa
测试时间:96小时
测试过程中,应监控芯片壳温和功耗数据,以推算芯片结温,并确保结温不会过高。同时,应定期记录这些数据。结温推算方法可参考《HTOL测试技术规范》。
当壳温与环温差值或功耗满足特定关系时(如壳温与环温差值超过10℃),需考虑周期性的电压拉偏策略。测试起始时间从环境条件达到规定条件后开始计算,结束时间为开始降温降压操作的时间点。
电拉偏
uHAST测试不带电压拉偏,因此无需关注此部分。
bHAST测试需要带电压拉偏,遵循以下原则:
所有电源上电,电压设置为推荐操作范围电压(Maximum Recommended Operating Conditions)。
芯片功耗应尽量减小(如数字部分不翻转、输入晶振短接等)。
输入管脚在输入电压允许范围内拉高。
其他管脚(如时钟端、复位端、输出管脚)在输出范围内随机拉高或拉低。
四、HAST设备
HAST测试需要使用高温、高压、湿度控制试验箱(HAST高压加速老化试验箱),该设备应能够精确控制温度、湿度、气压强度范围和测试时间。
五、失效判据
ATE(Automatic Test Equipment,自动测试设备)或功能筛片在HAST测试后出现功能失效或性能异常时,判定为失效。
六、HAST测试注意事项
测试过程中应每天记录电源电压、电流、环境温度、壳温(推算结温)等关键数据。
注意芯片内部模拟电路是否有上电默认开启的模块,这些模块可能导致静态电流过大,引起其他机制的失效。
调试过程中,考虑到较大的电流可能引起压降,电压等的记录应该是到板电压,而不是电源源端电压。
调试过程中,室温条件下的电源电压与规定要求下的电源电压可能不同,可以在室温下初调,待试验环境到达HAST设定条件后做终调试。
综上所述,芯片HAST测试技术规范是确保芯片在长期贮存条件下可靠性的重要手段。通过严格的测试条件和流程,可以加速暴露潜在的可靠性问题,为芯片的优化和改进提供有力支持。
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