HAST 测试中芯片出现漏电偏大、参数漂移甚至开路,并不必然说明芯片本身是失效根因。更稳妥的处理顺序是:先把 PCB 侧的微短路排除掉,再判定芯片。芯片往往是被 PCB“拖下水”的一方,问题出在板上。
本文只谈一件事:PCB 微短路为什么会改变 HAST 中芯片的表现,以及可以从哪些环节预防。所有结论仍需回到实测数据和失效分析结果,单看现象容易误判。
为什么先怀疑 PCB,而不是先怀疑芯片
测试系统测到的是整个板级回路,不是芯片裸片。芯片焊在测试板上,电源和信号都要经过板上的走线、过孔、阻焊开窗和治具接触件。这条链路上任何一处漏电,都会叠加进芯片端的量测值里。
所以,同一颗芯片装在不同板上可能给出不同结果,而数据表上只记录了最终的数字,看不出中间是谁贡献的。
微短路是怎么形成的
HAST 是在高温、高湿并施加偏压的条件下加速考核器件的试验。偏压让板上相邻导体之间长期存在电场,水汽则在板面和阻焊开窗处聚集。两个条件叠在一起,就具备了电化学迁移的基础。
常见路径是这样的:板面残留的离子污染物(助焊剂残留、清洗不彻底留下的盐类)在潮气中溶解,形成一层极薄的导电水膜;在电场驱动下,金属离子从阳极向阴极迁移并析出,逐步搭出一条枝晶通路。通路一旦形成,两条本该绝缘的网络之间就多了一个低阻或半导通的连接。
这种影响是间接的。微短路带来的分流会被算在芯片头上:静态电流偏大、某路电源被拉低、局部温升异常。芯片自身没有缺陷,记录下来的数据却已经失真。
微短路能否形成、形成得快慢,与板面清洁度、阻焊与开窗设计、网络间距、偏压大小和试验时长都有关。公开信息没有给出具体的参数区间,实际判断要结合各自产品的设计与试验条件。
怎么区分芯片问题和 PCB 问题
核心思路是看异常是否跟着板子走。可操作的比对方式有三种:同批芯片分别装在测试板与对照板上做电性量测;把异常样品取下,在芯片端单独复测;对测试板本身做绝缘电阻与外观检查。
如果异常只在特定测试板上复现、芯片单独复测正常,或者板上能看到变色、枝晶、腐蚀痕迹,就可以初步指向 PCB 侧。反过来,若换板后同一颗芯片仍然复现异常,才需要回到芯片本身查起。
数据要成对记录:板级量测值(各网络绝缘电阻、各路电流电压)与芯片级量测值同时留档,失效分析时才有比对基线。缺了板级数据,后面的分析很难收敛。
预防方向:从设计到试验前检查
- 设计:适当加大网络间距与爬电距离,减少长距离平行走线和尖角;阻焊开窗与过孔位置避开容易积潮的区域。
- 材料:关注阻焊与板材在高温高湿偏压下的绝缘表现,必要时做板级的耐离子迁移评估。
- 制程:控制助焊剂残留与清洗效果,出货前确认板面清洁度;储运环节注意防潮。
- 测试板与治具:测试板按与产品同等级的要求制作和清洗,治具接触件定期检查,避免把治具上的污染带进试验。
- 试验前:对测试板做绝缘电阻抽测与外观检查,确认无残留、无划伤、无氧化,再装机测试。
这些属于通用工程做法,公开信息并未逐条给出措施清单。具体到某个产品该做哪几项、做到什么程度,需要结合设计评审与试验结果确定。
结论与边界
HAST 中的异常归因,最终要落在数据和失效分析上。先分清是芯片本体失效还是 PCB 牵连,再谈改进,可以避免在错误的方向上反复换片、反复复测。
需要说明的是,微短路的量化判据、触发阈值与推荐措施,目前公开信息中没有给出具体数值。遇到实际案例时,建议先建立板级与芯片级的对照数据,再下结论。