干貨分享 | 高加速應力試驗（HAST）全面解析：從試驗條件到失效機制

高加速應力試驗(HAST, High Accelerated Temperature And Humidity Stress Test)是評估器件在潮濕環境下可靠性的關鍵測試方法。該試驗嚴格遵循 JESD22-A110 標準，通過施加惡劣的溫度、濕度和偏壓條件，加速器件內部的遷移、腐蝕等老化過程。目前，HAST 試驗已廣泛應用于 IC 半導體、光伏組件、線路板、磁性材料以及高分子材料等相關器件的可靠性驗證領域。

HAST試驗條件
在AEC-Q100標準中，明確規定了兩種可供選擇的HAST試驗條件：

• 130℃/85%RH/96小時
• 110℃/85%RH/264小時

這兩種條件均通過直流電源對器件施加偏壓，且等效于 THB（85℃/85% RH/1000 小時）試驗，但顯著縮短了測試周期。

表1 ：溫度、相對濕度、氣壓和持續時間

進行 HAST 試驗的器件需經過預處理，并在試驗前后進行電參數測試。試驗結束后，應在 48 小時內完成電參數測試；若中途讀點拿出測試，需在 96 小時內完成。若器件置于密封防潮袋中，測試時間可延長至 144 小時。

HAST 偏置電壓模式及選擇要點
HAST 加偏置電壓需遵循以下規則，以器件特性為優先級依據：

• 最大限度降低器件功耗
• 盡量采用引腳交替偏置方案
• 金屬層電勢差要盡量分散排布，避免局部金屬層累積過大壓差導致電遷移等問題
• 在器件允許范圍內盡量提高工作電壓以優化性能

偏置電壓模式主要有兩種：

• 持續加電模式：用于評估長期直流穩定性，如電遷移、柵氧退化等失效機制。適用于低功耗器件（DUT 功耗＜200mW），或結溫 Tja 不超過腔體環境溫度 + 10℃的器件。

• • 優點：可模擬器件真實長期運行狀態；
  • 缺點：功耗較大，易導致器件自發熱，從而抑制濕度相關失效。

注意：當器件結溫超過腔體環境溫度 5℃以上時，需在測試報告中明確標注溫升值。

• 周期加電模式（推薦50%占空比）：用于評估濕度敏感失效，適用于高功耗（ΔTja>10℃）器件或需模擬間歇工作場景的器件。斷電期間允許濕度在器件表面積聚，加速濕度相關失效；通電期間發熱，驅散濕氣。
  封裝厚度與最大循環周期的關系如下：