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    BHAST原理及板子设计加工制造注意事项

    时间:2022-05-20 21:09来源:www.www.larfn.com 作者:ictest8 点击:
          可靠性测试中,一般HTOL大家做的比较多,对其原理和老化板设计相对熟悉些,一般根据芯片应用电路图,结合使用的老化机台,测试pattern和DUT,配置测试通道和外围电路即可。但对于BHAST的原理及板子设计相对陌生一些,本文针对BHAST测试原理,简单介绍一下BHAST原理图设计,PCB layout以及加工制作环节中的注意事项。
          BHAST也是芯片可靠性测试中非常重要的一项,他不是验证芯片自身电性能方面的可靠性,而是重点为了验证封装的吸湿性是否会引起pad或substrate的电离腐蚀,造成金属迁移。金属迁移会引起不同信号间的漏电或短路(比如芯片用一段时间就耗电大了,或者坏了)造成金属迁移的有几个条件:1、湿气(带一定离子),2、偏压,3、通道。
    所以做BHAST测试时,偏压Bias一定要在测试中施加(否则不是BHAST,而是UHAST),让芯片处于极低的功耗下,尽可能的不让芯片自身发热,因为芯片自身发热升温后,影响湿气的进入,从而影响测试结果。那么如何加偏压呢?
    通常情况下的HAST板设计:

    1. 电源,GND正常接。Reset, PowerDown等信号置到有效,让芯片功耗低。
    2. 外部IO通过电阻上拉或下拉,为IO口提供偏压。
    3. Die上相邻pad距离最近,最易发生金属迁移,所以bias要间隔上下拉,测试最恶劣的条件,偏压的大小由芯片正常工作时可能的电压决定。
    4. 上下拉电阻一般选择较大阻值,从而限制电流,并且能够提供静态电压偏置到pad上,所以也要和IO内阻做比较选取外部电阻阻值(分压原理)。
    说明: 图片
          在了解了Bhast板设计原理之后,接下来我们针对板子Layout设计和制造再做一下介绍。
          BHAST测试环境要求为130℃/85%RH。正常气温100 ℃以上时,空气不存在湿度。BHAST在130 ℃气温时,为了达到85%的湿度,必须再加空气压力,使得BHAST测试腔体内压力达到2个标准大气压以上,测试条件要比HTOL更恶劣。因而,在PCB板材、元件、布局、布线、焊接等方面需要做针对性的考量:

    1. 板材建议使用polyimide,其具有韧性高、耐腐蚀、耐高温、绝缘性好等特点。在高温、高湿环境下具有出色的稳定性。国内板厂普遍使用VT-901、SH260,国外板厂常用Alron 85N。层间距建议大于4mil以上。
    2. 由于电容失效后有个主要特性就是两极短路,会造成电源设备过流?;ざ故笛橹罩?。所以电容的选型至关重要。22uF以下推荐陶瓷电容的X8R系列,封装推荐0805以上。大容值推荐耐高温钽电容??悸堑礁呶孪滦虢刀钍褂?,耐压需要比所加偏压高3-4倍以上为宜。
    3. 元件布局时要尽量互相拉开间距,远离螺丝孔、定位孔、贯穿焊接pin。
    4. PCB 4层起,两个表层布线不宜过长,建议用via in pad方式打孔,主要连线在内层完成。线、铜皮、过孔之间尽量拉开距离,间距不建议低于4mil。
    5. 焊接建议采用机贴方式,尽量不要手工焊接。焊锡膏选型也需要考虑。焊接完后,需要对板子仔细清洗,再由专业人员对PCB进行coating喷涂。
    6. 为了防止板子变形、过度翘曲,最后需要安装铝框将其固定。
    下面表格显示了陶瓷电容选择的规范:
    说明: 图片


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