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HAST测试中的失效物理分析:从现象到根源的侦探之旅
       高压加速老化试验箱(HAST)的价值,远不止于提供一份“通过”或“失效”的报告。其更深层的意义在于失效激发与失效物理分析。当一件样品在HAST后失效,一场旨在追溯根本原因的“科学侦探”工作便随即开始。这个过程是提升产品内在可靠性的核心。
 
典型的HAST失效模式
HAST诱发的失效模式多种多样,主要包括:
 
电性失效:绝缘电阻下降、漏电流增大、短路、开路、参数漂移等。
 
物理/化学失效:封装体开裂、引脚腐蚀、芯片与塑封料界面分层、焊点断裂、金属导线迁移等。
 
失效分析的“侦探”流程
一个系统的失效物理分析通常遵循非破坏性到破坏性的渐进原则:
 
电性复测与定位:首先使用精密电测设备复现并精确锁定失效的电学特征和具体引脚/电路模块。
 
非破坏性检查:
 
X射线透视(X-Ray):检查内部引线断裂、焊点空洞、封装裂纹等结构缺陷。
 
声学扫描显微镜(SAM):这是分析分层缺陷的“神器”。利用超声波在不同材料界面反射的差异,可以清晰呈现芯片底部、引线框架等处因湿气渗透导致的分层(Delamination),这是HAST后最常见的缺陷之一。
 
破坏性物理分析:
 
开封(Decapsulation):使用化学或等离子方法去除塑封体,暴露芯片和内部键合线。
 
显微形貌分析:在光学显微镜和扫描电子显微镜下,直接观察腐蚀点、迁移的金属导电丝、键合断裂等微观形貌。
 
成分分析:借助能谱仪,分析腐蚀产物的化学成分,判断是氯离子腐蚀、硫化腐蚀还是其他污染所致。
 
从失效根源到工艺改进
分析出失效模式仅是第一步,关键要追溯至设计或工艺的根源:
 
若发现电化学迁移,可能需检讨芯片的钝化层质量、封装内部清洁度或是否使用了易迁移的金属材料。
 
若发现界面分层,可能指向塑封料与芯片/基板的粘附性不足、模具清洗工艺有问题或固化工艺不完善。
 
若发现引脚腐蚀,可能需评估电镀层厚度、纯度或外部污染物的侵入路径。
 
因此,HAST与失效物理分析构成了一个完整的“测试-分析-改进”闭环。HAST充当了高效的“压力筛选机”和“缺陷加速器”,而失效分析则像一位高明的“法医”,解剖失效,揭示真相。通过这个闭环,企业能够将有限的测试资源,转化为对设计、材料、工艺进行针对性优化的无限价值,从而实现产品可靠性的阶梯式跃升。
 
       东莞市瑞凯环境检测仪器有限公司(以下简称“瑞凯仪器”、“公司”)座落于广东省东莞市横沥镇,是一家集模拟环境可靠性试验设备设计、研发、生产销售及服务为一体的高新技术企业,专业的试验设备制造商和试验解决方案综合服务商。产品通过了ISO9001:2015质量管理体系认证、欧盟CE认证、计量保证等体系认证,与国家计量检测、华南计量检测保持长期合作伙伴关系并全面贯彻执行其质量要求。拥有50多项技术专利,东莞市创新型民营示范企业。
 
       公司主营产品有:HAST试验箱、PCT试验箱、高压加速老化试验机、非饱和高压加速老化试验机、快速温变试验箱冷热冲击试验箱、恒温恒湿试验箱、高低温试验箱等产品,同时乐意承接制造各种大型非标准复杂环境试验设备及ODM合作。先后在东莞、苏州、长沙、北京、西安等地建立了办事处,同时在全国还建立了完善营销网络和售后服务体系,在国内逐渐树立起良好的品牌形象。产品主要应用在大学院校、科研机构、航空航天、军工、电子光电、电工、塑胶、五金、电池、通信、汽车等领域。不仅赢得了华为、美的、福耀玻璃、松下、宁德新能源、比亚迪汽车、长城汽车等多家世界杰出企业的青睐,更获得中国中车、航天科工集团、中国计量院、中国电信、中国移动、中国南方电网、香港大学、清华大学、中山大学、浙江大学、上海交通大学、华中科技大学、SGS集团、天祥检测等国防军工企业和科研院所的高度肯定。
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