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JESD22-A118B無偏壓HAST加速水汽抵抗性測試標準

作(zuo)者：網(wang)絡編輯：瑞凱儀器(qi) 來(lai)源：網絡發(fa)布(bu)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(yan)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(yan)循環的(de)溫度分布進行(xing)記(ji)錄，以(yi)便驗(yan)證應力條(tiao)件(jian)。校準(zhun)記(ji)錄應驗(yan)證在(zai)(zai)熱(re)(re)質量(liang)負載(zai)條(tiao)件(jian)下，設(she)備(bei)在(zai)(zai)升(sheng)溫和降溫過程中(zhong)避免在(zai)(zai)溫度高于50℃的(de)被測設(she)備(bei)(DUT)上冷凝。校準(zhun)記(ji)錄應驗(yan)證，對于穩態條(tiao)件(jian)和熱(re)(re)質量(liang)負載(zai)，試驗(yan)條(tiao)件(jian)保持在(zai)(zai)表1規定的(de)公差范圍內。
    2.2壓力裝置
    受試樣品(pin)必須放置(zhi)在(zai)HAST試驗箱(xiang)中，以(yi)使溫(wen)度(du)梯度(du)小化。受試樣品(pin)與內腔表面的(de)距離不得小于(yu)3cm，且不得受到加(jia)熱器(qi)直接輻(fu)射熱的(de)影響。如(ru)果樣品(pin)安裝(zhuang)在(zai)試驗板(ban)上(shang)，試驗板(ban)的(de)方向應盡量減(jian)少對蒸汽循環的(de)干擾。
    2.3離子污染
    在選擇(ze)任何引入(ru)HAST試驗箱的(de)材料時，必須小心謹慎，以(yi)盡量減少(shao)污染(ran)物的(de)釋放，并盡量減少(shao)由于(yu)腐蝕和其他機制造成的(de)降(jiang)解。應控制試驗裝置的(de)離子污染(ran)，以(yi)避免(mian)試驗受影(ying)響。
    2.4蒸餾或去(qu)離(li)子
    應使用室(shi)溫(wen)下電阻率小為1MΩ·cm的蒸餾水或去(qu)離子(zi)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(ge)可用試驗區域(yu)。
    注2︰僅供(gong)參考
     注3試驗條件應(ying)連續應(ying)用，除非在(zai)(zai)任何(he)臨時(shi)讀數期間。對于(yu)臨時(shi)讀數，設備應(ying)在(zai)(zai)4.4規定(ding)的(de)時(shi)間內恢復應(ying)力
    注4:無偏HAST持續(xu)(xu)時間(jian)旨在(zai)滿(man)足或(huo)(huo)超過(guo)使(shi)用條件(jian)(jian)下(xia)的(de)等效壽命。根據(ju)應(ying)力加速度確定(ding)持續(xu)(xu)時間(jian)(見jep122)。應(ying)力持續(xu)(xu)時間(jian)由(you)內部資(zi)格要求、jesd47或(huo)(huo)適用的(de)采購(gou)文件(jian)(jian)規定(ding)。典型的(de)測試持續(xu)(xu)時間(jian)為:
    注意:對于塑(su)封(feng)的微電路(lu)，眾所周知，濕氣會降低塑(su)料的有效(xiao)玻璃化轉(zhuan)變溫度(du)。高于有效(xiao)玻璃化轉(zhuan)變溫度(du)的應力溫度(du)可能導致與操作使用(yong)無關的失效(xiao)機制。

4、試驗步驟(zou)

    試(shi)驗(yan)裝(zhuang)置的(de)安裝(zhuang)方式應使其暴(bao)露在(zai)規(gui)定的(de)溫度和濕度條件下。應避免(mian)設備暴(bao)露在(zai)導致冷(leng)凝的(de)條件下，特別是在(zai)上升(sheng)和下降(jiang)過程中(zhong)。當設備溫度高于30℃時，R.H.必須≥40%，以確保(bao)其水分(fen)含量不(bu)降(jiang)低，即不(bu)適當的(de)水分(fen)烘烤。
     4.1升溫(wen)
    4.1.1達到(dao)穩定溫度和(he)相對(dui)濕度條(tiao)件的時間應少于(yu)3小(xiao)時。
    4.1.2應通過(guo)確(que)保HAST試驗(yan)箱（干球(qiu)）溫(wen)度(du)始(shi)終超(chao)過(guo)濕(shi)球(qiu)溫(wen)度(du)來(lai)避免冷凝，且(qie)升溫(wen)速率不得過(guo)快，以(yi)確(que)保任何被測設備的溫(wen)度(du)不會(hui)滯(zhi)后于濕(shi)球(qiu)溫(wen)度(du)。
    4.1.3干球和濕球溫度設定值，應確保在(zai)加熱開始后，相對濕度不低于50%。在(zai)干燥(zao)的實驗室(shi)(shi)中，試驗室(shi)(shi)環(huan)境初(chu)可能比這干燥(zao)。
    4.2降溫
    4.2.1緩降至(zhi)稍正(zheng)表壓（濕球溫度約104℃)的(de)部分應足夠長，以(yi)避免因快速降壓而產生的(de)試驗影響，但應小于(yu)3小時(shi)。
    4.2.2當HAST試驗箱通(tong)風時(shi)，應(ying)進行(xing)從104℃濕(shi)球溫度到室溫的第(di)二部分應(ying)務(wu)下降(jiang)。沒(mei)有時(shi)間(jian)限制，允許強制冷卻容器。
    4.2.3通過(guo)確保HAST試驗箱（干球(qiu))溫度始終(zhong)超(chao)過(guo)濕球(qiu)溫度，應避免應力下降的(de)兩(liang)個(ge)部分出現樣品(pin)上的(de)冷凝。
    4.2.4應(ying)力(li)下降應(ying)保持封裝塑料的含水量。因此(ci)，在應(ying)力(li)下降的部(bu)分，相(xiang)對(dui)濕度不得小于50%，見4.2.1。
    4.3試驗(yan)時間
    當溫度和(he)相對濕度達到設定值時(shi)，測試(shi)時(shi)鐘開(kai)始，并在(zai)斜坡下降(jiang)開(kai)始時(shi)停(ting)止(zhi)。
    4.4信息讀出
    電氣試(shi)驗(yan)應(ying)(ying)在應(ying)(ying)力下(xia)降結束(shu)后48小時(shi)內進行。注(zhu):對于(yu)中(zhong)間(jian)讀數，樣品(pin)應(ying)(ying)在應(ying)(ying)力下(xia)降結束(shu)后96小時(shi)內恢復應(ying)(ying)力。將樣品(pin)放在密封(feng)的防潮袋(dai)(dai)中(zhong)，可(ke)以降低樣品(pin)從試(shi)驗(yan)箱中(zhong)取出后的水分損失率(lv)，袋(dai)(dai)子應(ying)(ying)為非(fei)真空密封(feng)，無需氮(dan)氣吹掃，也無需干燥(zao)劑。當樣品(pin)放置在密封(feng)袋(dai)(dai)中(zhong)時(shi)，“測(ce)試(shi)窗(chuang)口時(shi)鐘”以樣品(pin)暴(bao)露于(yu)實驗(yan)室環境的速率(lv)的1/3運(yun)行。因此(ci)，通(tong)過(guo)將裝(zhuang)置密封(feng)在防潮袋(dai)(dai)中(zhong)，測(ce)試(shi)窗(chuang)口可(ke)延長(chang)至144小時(shi)，恢復應(ying)(ying)力的時(shi)間(jian)可(ke)延長(chang)至288小時(shi)。
    注1:應選擇電氣試驗參數以保留任何缺陷(xian)(即，通(tong)過限(xian)制施(shi)加的試驗電流)。
    注2:如果技術數(shu)據合理，則允許(xu)額(e)外的測試延遲(chi)時間或(huo)恢復應力延遲(chi)時間。
    4.5處理(li)
    應(ying)使用合適的(de)手套來(lai)處理樣品、試(shi)驗(yan)板和固定裝(zhuang)置。污染控(kong)制在任何(he)高度加速的(de)濕(shi)度應(ying)力試(shi)驗(yan)中都(dou)很重要。