可靠性测试中，有一项，叫做高加速应力试验(Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test，简称HAST)，主要是在测试IC封装体对温湿度的抵抗能力，藉以确保产品可靠性。

这项试验方式是需透过外接电源供应器，将DC电压源送入高压锅炉机台设备内，再连接到待测IC插座(Socket)与测试版(HAST board)，进行待测IC的测试。

然而这项试验，看似简单，但在宜特20多年的可靠性测试经验中，却发现客户都会遇到一些难题需要克服。特别是芯片应用日益复杂，精密度不断提升，芯片采取如球栅数组封装(Ball Grid Array，简称BGA)和芯片尺寸构装(Chip Scale package，简称CSP）封装比例越来越高，且锡球间距也越来越小，在执行HAST时，非常容易有「电化学迁移」(Electrochemical migration，简称ECM）现象的产生，造成芯片于可靠性实验过程中发生电源短路异常。而每当此现象时，相信您一定会疑问，「到底是样品工艺中哪一道步骤影响后续实验，还是实验环境端未控制好?」本期宜特小学堂，将从外而内深入探讨此问题，并与您分享，如何预防ECM现象发生。

何谓电化学迁移？

金属离子在电场的作用下，电路的阳极和阴极之间会形成一个导电信道(图一)，产生电解腐蚀(Electrolytic Corrosion。样式如树枝状结构生长，造成不同区域的金属互相连接(图二)，进而导致电路短路。ECM现象好发于电路板上(图三)。

图一:ECM原理

图二: 电化学迁移析出树枝状金属

图三:HAST实验后产生ECM(好发于电路板上)

图四: Flux未清洗，阻塞Underfill流动

宜特可靠性验证实验室，特别做了两项实验设计(DOE)，实验条件套用HAST常见的温度:130°C/湿度:85%RH，使用助焊剂为坊间常见免清洗型助焊剂。第一项DOE样品不做助焊剂清洁(Flux clean)，第二项DOE样品做助焊剂清洁(Flux Clean)，DOE结果可清楚看到，未做Flux Clean的样品，出现了ECM现象(图五(左))，而有做Flux Clean的样品，尽管同样出现ECM现象(图五(右))，但非常细微。

三、实验过程中，环境与人员操作手法，也会影响ECM产生。

四、如何在HAST可靠性试验时，及时发现ECM。

透过以上各种实验前置预防方法，将可有效并大幅降低ECM发生风险，但若仍疏漏了其他环节，而造成ECM或其他耗电异常现象发生，则如何于实验过程中实时发现呢?

在宜特可靠性验证实验室中，可透过电源管理系统和电源模块配置(图六(左))，搭配客制化的电路设计，除强化自动化功能外，亦增加电源监控功能，使每片HAST board都能被独立监控，于实验过程中，动态确认历程记录(图六(右))，不仅可确保测试过程的稳定性，更能即早发现产品异常现象，避免产品或电路板被严重破坏，无法继续后续失效分析。