HAST（Highly Accelerated Stress Test），中文全稱為高加速應力試驗，是一種廣泛應用于半導體、電子元器件、封裝材料及高可靠性電子產(chǎn)品領域的加速老化測試方法。它通過施加高溫、高濕和高偏壓等極端應力條件，快速激發(fā)產(chǎn)品潛在的失效機制，從而在短時間內(nèi)評估其長期可靠性。

HAST試驗是傳統(tǒng)高溫高濕偏壓試驗（THB, Temperature Humidity Bias）的升級版，具有更高的加速因子和更短的測試周期，已成為電子行業(yè)可靠性驗證的重要手段之一。

HAST試驗的目的

HAST試驗的核心目標是：

1. 加速暴露潛在缺陷：如封裝材料吸濕、界面分層、金屬腐蝕（特別是鋁布線腐蝕）、漏電等；

2. 評估產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下的可靠性：模擬高濕高溫環(huán)境對電子器件的影響；

3. 縮短產(chǎn)品開發(fā)周期：相比常規(guī)溫濕度試驗，HAST可在幾天內(nèi)完成等效數(shù)月甚至數(shù)年的自然老化效果；

4. 支持質(zhì)量控制與工藝改進：用于篩選不良批次、驗證新工藝或新材料的可靠性；

5. 滿足客戶或行業(yè)標準要求：如汽車電子、工業(yè)控制、醫(yī)療設備等領域常要求進行HAST測試。

HAST試驗的標準依據(jù)

HAST試驗遵循多項國際和行業(yè)標準，主要包括：

• JESD22-A110（JEDEC標準）
  《Steady-State Temperature/Humidity/Bias Life Test – Unbiased Moisture Resistance – Accelerated Moisture Resistance Testing》
  這是最權威的HAST測試標準，由JEDEC（聯(lián)合電子設備工程委員會）發(fā)布，廣泛用于半導體器件。

• IEC 60749-23
  《Semiconductor devices – Mechanical and climatic test methods – Part 23: Damp heat, steady state (unsaturated)》
  國際電工委員會標準，涵蓋非飽和濕熱和加壓濕熱測試。

• MIL-STD-883（美軍標）
  方法1004.14 “Moisture Resistance” 中也包含類似HAST的測試條件。

• AEC-Q100（汽車電子委員會標準）
  對車載半導體器件的HAST測試有明確要求，通常用于Grade 1~3器件的可靠性驗證。

HAST試驗的失效機制

在HAST極端條件下，可能引發(fā)以下主要失效模式：

1. 電化學腐蝕（Electrochemical Corrosion）
   水汽侵入器件內(nèi)部，在偏壓作用下引發(fā)電解反應，導致鋁金屬化層腐蝕，造成開路或漏電。

2. 界面分層（Interface Delamination）
   水汽滲透至芯片與塑封料、引線框架或鈍化層之間的界面，引起粘接失效，破壞密封性。

3. 漏電流增加
   濕氣導致表面漏電路徑形成，使器件絕緣性能下降。

4. 短路或開路
   腐蝕產(chǎn)物堆積或金屬遷移可能導致短路；嚴重腐蝕則導致開路。

5. 參數(shù)漂移
   器件電氣性能（如閾值電壓、漏電流）發(fā)生不可逆變化。

HAST試驗流程

1. 樣品準備

• 選擇代表性樣品（通常為封裝后的完整器件）；

• 進行初始電性能測試（Pre-condition Electrical Test），記錄關鍵參數(shù)；

• 清潔表面，確保無污染物。

2. 裝載與接線

• 將樣品放入HAST試驗箱；

• 若需施加偏壓，連接測試夾具并通電；

• 確保樣品之間留有足夠間隙，避免冷凝水短路。

3. 設置參數(shù)

• 設定溫度（如130°C）、壓力（如2.0 atm）、濕度、測試時間；

• 選擇偏壓模式（Normal Bias / Unbiased）。

4. 啟動測試

• 啟動設備，逐步升溫升壓至設定值；

• 保持恒定條件，持續(xù)運行規(guī)定時間。

5. 測試結(jié)束

• 緩慢降壓降溫，防止熱沖擊；

• 取出樣品，干燥處理（如60°C烘烤1小時）；

• 進行最終電性能測試（Final Electrical Test）。

6. 結(jié)果判定

• 對比前后電參數(shù)，判斷是否超出規(guī)格；

• 進行失效分析（FA），如X-ray、SAT（超聲掃描）、開封顯微觀察等；

• 若無參數(shù)失效且無物理損傷，則判定為“通過”。