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芯片研发过程中常用的HAST非饱和蒸汽压试验
半导体元器件随着技术和生产工艺的进步，其可靠性得到了长足的发展。鉴于半导体元器件现有的可靠性水平，对其执行传统标准的环境应力试验(如:40℃/90%RH、85℃/85%RH、60℃/95%RH)所需时间较长，这就要求我们发展新的试验方法来加速半导体元器件失效，从而可以在有限的时间内验证半导体元器件的可靠性水平是否满足要求。
HAST是Highly Accelerated temperrature and humility StressTest（高加速应力试验）的简称，也称为非饱和蒸汽试验(USPCT)。
相对于传统的高温高湿测试，如85°C/85%RH，HAST增加了容器内的压力，使得可以实现超过100℃条件下的温湿度控制，能够加速温湿度的老化效果，大大缩短温湿度和温湿度偏压试验的时间，可以认为是高温高湿测试的加速版本。
HAST通过将试验箱中的水蒸汽压力增加到一定的温度和湿度(压力)，即采用高温、高湿以及高压的环境，比试样内部的部分水蒸汽压力高得多，从而加速水汽渗入样品速度，加速湿气对产品的侵蚀，加快试验进程，缩短产品或系统的寿命试验时间，实现短时间暴露产品在此方面的缺陷。与高温高湿测试(85℃/85%RH)相比，HAST会产生更多水份，导致因湿气加速腐蚀和更多的绝缘劣化。
HAST主要应用于PCB和塑料密封组件，和温湿度试验一样，HAST可以加速腐蚀，如在试验过程中施加偏压可以评估离子迁移。HAST还可以快速激发 PCB 和芯片的特定失效，例如分层、开裂、短路、腐蚀及爆米花效应。
适用于航天、汽车部件、电子零配件、高分子材料、磁性材料、制药、线路板（PCB）、IC半导体、LCD、灯饰、光伏组件等行业相关产品
可以评估：
1、印刷线路板材料的吸湿率试验、耐高湿能力；
2、半导体封装之抗湿能力；
3、加速老化寿命试验，提高环境应力(如温度)与工作应力(施加给产品的电压、负荷等)，使产品在设计阶段快速暴露其缺陷和薄弱环节从而加快试验过程，缩短产品或系统的寿命试验时间，降低了试验成本，提高产品的可靠性。
参考标准：
IEC 60068-2-66，IEC 60749-4，MIL-STD-810G Method514，GB/T2424.40, JESD22-A118，JESD22-A110，JESD22-A102，AEC-Q100M, JPCA-ET08，GB/T 4937.4
|
推荐适用对象 |
试验条件 |
试验时间（h） |
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半导体塑封芯片 |
120℃，85% |
24，48，96，192，408，500，1000 |
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半导体塑封芯片 |
130℃，85% |
24，48，96，192，408，500，1000 |
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半导体、PCB和光伏产品 |
110℃，85% |
24，48，96，192，408，500，1000 |
参考标准：
GB/T 2423.40-2013
测试条件：
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温度（干球，℃） |
相对湿度（%） |
测试时间（h） |
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110 |
85% |
264 |
结论：在HAST箱里经过一定时长测试，在85h观察时发现1#样品亮灯异常；在229h观察时发现1#，3#样品亮灯均异常；经过264h测试后，2#，4#，6#三款样品亮灯均正常，1#样品灯点不亮，3#样品亮灯异常。
测试前样品图片
85 h测试后样品图片
229 h测试后样品图片
264 h测试后样品图片
引起失效的机理是什么？
1.腐蚀（水汽、偏压、杂质离子）造成IC的铝线发生电化学腐蚀，而导致铝线开路及迁移生长；
2.塑封半导体因水汽渗入，可能引起聚合物材料解聚、聚合物结合能力下降、腐蚀、空洞、起泡、断裂、分层、改变塑封材料性质，引起铝金属导线产生腐蚀进而产生开路现象；
3.湿气引起的动金属化区域腐蚀造成的断路、线焊点脱开、引线间漏电、芯片与芯片粘片层脱开、焊盘腐蚀等；
4.爆米花效应（P-BGA封装组件常见）；
5.封装体引脚间因湿气引起电离效应，造成离子迁移不正常生长，而导致引脚之间发生短路现象。
HAST可以快速评估非密封封装（塑料封装）器件在潮湿环境中的可靠性。利用苛刻的温湿度及偏置条件来加速水透过外部保护材料或者沿外部保护材料-金属导体界面渗透。UHAST不加偏置电压，则能找出可能为偏压所掩盖的失效情况（如电偶腐蚀）。
在产品研发阶段，HAST加速了湿气对产品的侵入产生离子迁移效应，从而快速发现和定位产品的设计和工艺缺陷，给产品的设计和完善提供强有力的依据，缩短试验周期，以此完善产品设计和制造工艺，使得产品在最终用户使用现场中极少出现设计和工艺相关故障，提升产品竞争力。而针对售后产品，通过HAST试验，快速复现产品在使用现场中出现的故障，缩短改进周期，减少售后成本。
