隨著科技的迅速發(fā)展,半導(dǎo)體器件越來越多地融入我們的生活。半導(dǎo)體的可靠性是產(chǎn)品重要特性之一,而在高濕度環(huán)境下的運(yùn)行能力則是考驗(yàn)?zāi)K可靠性的一個關(guān)鍵指標(biāo)。
半導(dǎo)體濕度相關(guān)的試驗(yàn)包括高壓蒸煮(PCT)、溫度濕度偏置(THB)、高加速應(yīng)力試驗(yàn)(HAST)、潮濕敏感度試驗(yàn)(MSL)等。
PART 01:高壓蒸煮(PCT)
高壓蒸煮試驗(yàn)(PCT)也稱為“高壓鍋試驗(yàn)”。在半導(dǎo)體行業(yè)中,該試驗(yàn)尤其用于評估半導(dǎo)體封裝的抗?jié)駳饽芰?,以防止因濕氣引起的缺陷,如爆米花效?yīng)、金屬化區(qū)域腐蝕或封裝體引腳間短路等問題。
氣壓通常為(15±1)psi,溫度為121℃,濕度保持100%的相對濕度(RH)。
PART 02:溫度濕度偏置(THB)
溫濕度偏置試驗(yàn)(THB)也稱為蒸煮試驗(yàn)。溫濕度偏置試驗(yàn)是一種最常用的加速試驗(yàn),目的是用于試驗(yàn)器件中潮氣的侵入、引腳、焊盤和金屬化的腐蝕,并伴隨有大的漏電流。
溫濕度偏壓試驗(yàn)通常在最大額定工作電壓、溫度(85±2)℃和相對濕度85%±5%下開展,試驗(yàn)前后測試元器件電參數(shù)。
PART 03:高加速應(yīng)力試驗(yàn)(HAST)
高加速應(yīng)力試驗(yàn)(HAST),提高了的溫度和濕度組成,也可伴隨電流受控的電壓偏置。該試驗(yàn)可導(dǎo)致金屬化和焊盤腐蝕、界面分層、金屬間化合物生長、鍵合失效和絕緣電阻降低。
在典型的HAST試驗(yàn)中,它采用不飽和蒸汽,恒定相對濕度范圍從80%~100%,恒定溫度通常大于100℃,一般在120~145℃之間。
PART 04:潮濕敏感度試驗(yàn)(MSL)
潮濕敏感度試驗(yàn)(MSL),由于表面貼裝塑封電子器件封裝的模塑料在吸收潮氣后很容易導(dǎo)致塑料材料的裂紋,或是在經(jīng)歷高溫回流焊時導(dǎo)致芯片和引線架之間分層。高水汽含量、高熱應(yīng)力、封裝設(shè)計特征共同作用,致使其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低且易產(chǎn)生或擴(kuò)散裂紋。在車用電子元器件AEC標(biāo)準(zhǔn)中,一般要求元器件MSL等級滿足3等級要求。
根據(jù)IPC/JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的潮濕敏感等級劃分(見表1)。
表1為潮濕敏感度(MSL)分類
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