THB（溫度、濕度、偏壓測試）是為加速金屬腐蝕的，尤其是為加速在die metallization中發生的腐蝕而進行的試驗。存在雜質的狀態下僅通過溫度和濕度也足以促進金屬的腐蝕，但為誘導電位差導致的腐蝕而使用偏壓。THB的不良機制大約可分為三類腐蝕（Galvanic, Electrochemical、direct Chemical腐蝕）以及ion migration。
關于表面貼裝器件（SMD），進行THB前經預處理后施加bias（Vcc max），在85°C、相對濕度85 %的條件下進行1000小時試驗。施加bias應考慮使用者實際環境中的壽命，讓它在各不相同的metallization之間盡量形成最大的電位差。進行實驗中在所要求的時間進行一次中間測量（intermediate readout），確認是否有異常。
| 乾球溫度（°C） | 相對濕度1（% R.H） | 濕球溫度（°C） | 蒸汽壓（psia/kPa） | 持續時間（小時） |
|---|---|---|---|---|
| 85 ± 2 | 85 ± 5 | 81.0 | 7.12 (49.1) | 1000 |
JESD22-A101 “Steady State Temperature Humidity Bias Life Test”
TC（溫度循環）是主要測試兩個項目的試驗——1）產品能否承受高溫及低溫條件；2）反復被曝光在高溫和低溫時受到什么樣的影響。
反復性熱機械負荷導致的不良現象屬于疲勞失效（fatigue failure），TC正是加速這種疲勞失效的一種試驗。熱沖擊試驗也與TC一樣加速疲勞失效的試驗。試驗流程如下：將試料安裝于TC用chamber，反復曝光在規定水平的高溫和低溫。
最后循環完畢后以10~20倍率觀察外觀、lead、seal，最大以3倍率確認marking狀態。若外觀、lead、seal等有被損傷或者難以區分mark，就判定為不合格。
除外觀檢查外，按產品規格進行電氣試驗，應檢查有沒有因TC而造成的不良。
◎ 熱沖擊或溫度循環的應力因素
高溫和低溫之差（ΔT）
高溫和低溫移動時間
被暴露在高溫和低溫的時間
TC不良機制：die裂痕、package裂痕、neck/heel/wire破裂以及bond lifting等。
| 試驗條件 | Nominal Ts(min)(°C) | Nominal Ts(max)(°C) |
|---|---|---|
| A | -55 | +85 |
| B | -55 | +125 |
| C | -65 | +150 |
| G | -40 | +125 |
| H | -55 | +150 |
| I | -40 | +125 |
| J | -0 | +100 |
| K | -0 | +125 |
| L | -55 | +110 |
| M | -40 | +150 |
| N | -40 | +85 |
| R | -25 | +125 |
| T | -40 | +100 |
設置條件請參見參考文獻
| 條件 | 溫度 (°C) | |
|---|---|---|
| 低 | 高 | |
| A | -55 (-10/+0) | +85 (-0,+15) |
| B | -55 (-10/+0) | +125 (-0,+15) |
| C | -65 (-10/+0) | +150 (-0/+15) |
| D | -65 (-10/+0) | +200 (-0/+15) |
| E | -65 (-10/+0) | +300 (-0/+15) |
| F | -65 (-10/+0) | +175 (-0/+15) |
Mil-Std-883 Method 1010 “Temperature Cycling”
JESD22-A104 “Temperature Cycling”
PTC（Power and Temperature Cycle）適用于應在特定溫度下運行on、off開關的半導體device上。
電壓、溫度循環試驗中將device反復暴露在低溫和高溫，同時有規律的施加bias或完全去除bias，試驗目的是評估其耐性。這種試驗方法可看做是一種在正常使用范疇下device將會經歷的模擬worstcase環境，屬于破壞試驗。
在試驗過程中，向device反復施加5分鐘power和5分鐘休止，按規定次數循環施加bias的同時，同步進行溫度循環測試。此時應該讓device在最低或最高溫度停留充分的時間，使整個試料質量能達到規定溫度。（試料溫度是指未施加bias的狀態下所達到的溫度）
| 試驗條件 | 溫度最大值 （℃） | 溫度最大值之間的 替換時間（最長） | 每個溫度最大值 維持時間（至少） |
|---|---|---|---|
| A | -40 (+0, -10) to +85 (+10,-0) | 20 minutes | 10 minutes |
| B | -40 (+0, -10) to + 125 (+10, -0) | 30 minutes | 10 minutes |
JESD22-A105 “Power and Temperature Cycling”
Thermal Shock試驗主要評估產品對驟然的溫度變化受到什么樣的影響。試驗從常溫開始，反復經過規定次數的循環，被暴露在非常低的溫度（或高溫）和非常高的溫度（或低溫）較短的時間后再回到常溫。最后一次的循環結束后，最好針對case和lead/terminal等進行外觀檢查（檢查倍率為10~20）或者以3倍率確認marking是否正常。若難以確認Mark或者在case、lead中發現損傷就判定failure。
有關TS試驗的不良機制有die cracking、package cracking、neck/heel/wire breaks、and bond lifting等。
新開發的產品一般進行1000cycle的試驗，通過electrical test及200~500倍率的外觀檢查判定不良與否。
◎ 熱沖擊或溫度循環的應力因素
高溫和低溫之差（ΔT）
高溫和低溫移動時間
暴露在高溫和低溫的時間
| 條件 | 溫度 (°C) | |
|---|---|---|
| 低 | 高 | |
| A | -40 (-10/+0) | 85 (-0/+10) |
| B | 0 (-10/+0) | 100 (-0/+10) |
| C | -55 (-10/+0) | 125 (-0/+10) |
| D | -65 (-10/+0) | 150 (-0/+10) |
共移動時間 < 20秒
共維持時間應長于標本達到特定溫度的時間
在維持時間達到的特定溫度
| 條件 | 溫度 (°C) | |
|---|---|---|
| 低 | 高 | |
| A | 0 (-10/+2) | 100 (-2/+10) |
| B | -55 (-10/+0) | 125 (-0/+10) |
| C | -60 (-10/+0) | 150 (-0/+10) |
共移動時間 < 10秒
共移動時間 > 2分鐘
特定溫度達到時間 < 5分鐘
至少要進行15周期以上
Mil-Std-883 Method 1011 “Thermal Shock”
JESD22-A106 “Thermal Shock”
高壓、高濕試驗可稱為Autoclave試驗或Pressure Cooker Test （PCT），是評估產品能否承受高溫高濕環境的試驗。尤其是像die metallization一樣，為加速內部金屬腐蝕而進行的一種測試。樣品處于溫度121 °C、相對濕度100 %、氣壓2atm的狀態下接受168個小時的試驗。表面貼裝器件（SMD）產品在autoclave試驗前將進行precondition，所謂precondition是指模擬營造將產品安裝在board上工程的流程。Precondition可分為三個流程：干燥試料的bake環節、將水分恢復至規定水平的soak環節、Reflow環節。經過Precondition后進行特性試驗，此時發現的不良不歸類于autoclave failure，而歸于precondition failure。Precondition不良表示產品承受不了在安裝工程中發生的高溫，這點歸類于嚴重的問題。在進行Autoclave試驗時，濕度將達到最大值，所以可能會發生electrical leakage。不過若沒把該現象歸為不良，就不會將此包含（count）在不良數量之中。只有把腐蝕或其他永久性損傷才能定義為PCT不良。
| 乾球溫度（°C） | 相對濕度（% R.H） | 持續時間（小時） |
|---|---|---|
| 121 ± 2 | 100 | 96 (-0, +2) |
JESD22-A102 “Accelerated Moisture Resistance - Unbiased Autoclave”
HAST (Highly Accelerated Stress Test)是為彌補Temperature Humidity Bias (THB) Test較長的試驗時間而開發的試驗。THB的試驗時間為1000小時，但HAST卻在96~264小時內能得出結果。因此最近HAST被廣泛使用。如同THB一樣，HAST也加速die的metal line及 thin film resistor腐蝕。進行HAST前進行Precondition，在施加bias的狀態下，在溫度130°C、相對濕度85 %環境下進行96~264個小時的試驗。
將試料放入chamber前一般loading在專用board上再進行試驗。在試驗中所使用的board設計得充分能承受HAST條件。（請參見圖）
若特定工程發生變動，可能會影響到耐腐蝕性（corrosion resistance），還是建議HAST試驗。即，不僅是新的fab process、package、site的移動，若molding compound、die glassivation、 metallization、thin film resistor等發生了變化，也需要HAST認證。
◎ 設置Bias條件
使Powerdissipation最小化，讓水分留在Die表面。
對交叉的pin盡量施加相反的bias（low voltage和high voltage）
在能控制Power dissipation的范圍內將Operating Voltage水平調到最大。
| 乾球溫度 （°C） | 相對濕度1 （% R.H） | 濕球溫度 （°C） | 蒸汽壓 （psia/kPa） | 持續時間 （小時） | |
|---|---|---|---|---|---|
| A | 130 ± 2 | 85 ± 5 | 124.7 | 33.3/230 | 96 (-0, +2) |
| B | 110 ± 2 | 85 ± 5 | 105.2 | 17.7/122 | 264 (-0, +2) |
JESD22-A110 “Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test (HAST)
HTS（High Temperature Storage Test）是評估產品長時間貯存于高溫時將受到什么樣影響的試驗。
不適用Electrical stress，與Stabilization Bake （Mil-Std-883 Method 1008）相似，但HTS試驗需要更長時間（Stabilization Bake:24 h @ 150 °C）。并且相比于Stabilization Bake主要被用來screen的作用或其它試驗的precondition，HTS的目的是評估產品long-term reliability（長時間的可靠性）的。
HTS試驗時將試料在規定時間內暴露在規定溫度之中。因此試驗開始前試料溫度應達到規定溫度，試驗結束后96小時內應進行test（外觀檢查或electrical test）。因HTS不適用electrical stress，所以替代不了burn-in試驗，但從以溫度此單一條件加速不良機制（例：oxidation、bond and lead finish intermetallic growths）的角度上說，也是非常有效的一種實驗。
基本上以150 °C/1000 h為條件，可以適當調整溫度和時間條件來進行具有各種目的的試驗。
Low Temperature Storage（LTS）試驗也是具有相同目的的試驗，唯只有適用低溫條件的一點不同。
除了貯存（storage）試驗外，可以將此試驗與data retention以及其他可靠性試驗相結合，形成單一test sequence。
| 條件 | 溫度 (°C) |
|---|---|
| A | +125 (-0/+10) |
| B | +150 (-0/+10) |
| C | +175 (-0/+10) |
| D | +200 (-0/+10) |
| E | +250 (-0/+10) |
| F | +300 (-0/+10) |
| G | +85 (-0/+10) |
| 條件 | 溫度 (°C) |
|---|---|
| A | -40 (-10/+0) |
| B | -55 (-10/+0) |
| C | -65 (-10/+0) |
Mil Std 883, Method 1008 “Stabilization Bake”
JESD22-A103 “High Temperature Storage Life”
JESD22-A119 “Low Temperature Storage Life”
EIAJ ED-4701/200 test method 202 “Low Temperature Storage”
SMD產品厚度薄，以相對弱的力量也會發生分裂；
容易吸收并維持水分；
在SMD board mounting作業中molding compound暴露在高溫。
| Level | FLOOR LIFE | SOAK REQUIREMENTS | ||
|---|---|---|---|---|
| STANDARD | ||||
| TIME | CONDITION | TIME (hours) | CONDITION | |
| 1 | Unlimited | ≤30 °C / 85 % R.H | 168 +5 / -0 | 85 °C / 85 % R.H |
| 2 | 1 year | ≤30 °C / 60 % R.H | 168 +5 / -0 | 85 °C / 60 % R.H |
| 2a | 4 weeks | ≤30 °C / 60 % R.H | 696 +5 / -0 | 30 °C / 60 % R.H |
| 3 | 168 hours | ≤30 °C / 60 % R.H | 192 +5 / -0 | 30 °C / 60 % R.H |
| 4 | 72 hours | ≤30 °C / 60 % R.H | 96 +2 / -0 | 30 °C / 60 % R.H |
| 5 | 48 hours | ≤30 °C / 60 % R.H | 72 +2 / -0 | 30 °C / 60 % R.H |
| 5a | 24 hours | ≤30 °C / 60 % R.H | 48 +2 / -0 | 30 °C / 60 % R.H |
| 6 | Time on Label | ≤30 °C / 60 % R.H | TOL | 30°C / 60% R.H |
JSTD-020 “Moisture/Reflow Sensitivity Classification for Nonhermetic Solid State Surface Mount Devices”
所謂Precondition，從廣義上來說是指進行可靠性試驗前實施的特定stress及process。在半導體可靠性叫做“precondition”，一般表示SMD產品安裝工程的意思。在此試驗中要確認安裝于成品的SMD package可靠性，但很難將試料從產品分離出來。（不可避免物理性damage。）因此對單品狀態的package施加在PCB組裝（reflow）過程中發生的溫度profile來準備試料（參考下圖）。要提前指定好Moisture Sensitivity Level，按指定Level實施precondition。
因為按多種package形態popcorn cracking的發生程度會有所不同，因此設立了能在IPC/JEDEC區分濕度敏感度的標準。MSL用數字來標記，數字大表示popcorn cracking的發生概率高。譬如，MSL1表示無論暴露在濕度多長時間都具有很強的耐性；MSL5或6則表示與濕度有關的分裂發生概率最高。
于THB、HAST、TC、AC、UHST前實施預處理。
JESD22-A113 “Preconditioning of Plastic Surface Mount Devices Prior to Reliability Testing”
JSTD-020 “Moisture/Reflow Sensitivity Classification for Nonhermetic Solid State Surface Mount Devices”
鹽霧試驗（Salt Atmosphere）是虛擬營造對產品及package造成影響的海岸環境，加速腐蝕的一種測試。該試驗流程可分為兩個階段：首先噴霧鹽溶液形成一種鹽水霧，然后將產品暴露在一定時間。試驗結束后用去離子水（D/I water）至少洗5分鐘后以10~20倍率評估pitting、blistering、flaking、 corrosion等。
配件暴露于鹽水噴霧
鹽分：滿足雜質條件的氯化鈉
鹽分濃度：0.5 % - 3 % /重量/蒸餾水
鹽水噴霧溫度：最低35 ℃
32 - 38 ℃之間的暴露領域
pH: 在35℃ 6.5 - 7.2
| 試驗條件 | 維持時間（小時） |
|---|---|
| A | 24 |
| B | 148 |
| C | 96 |
| D | 240 |
Mil-Std-883 Method 1009 “Salt Atmosphere (corrosion)”
JESD22-A107 “Salt Atmosphere”
HALT （Highly Accelerated Life Test）不同于傳統可靠性試驗，是嶄新概念的一種設計見證試驗。
該試驗目的為從產品設計階段就開始試驗，找出脆弱部分的同時應用改善方案，降低市場上的return。該試驗并非是虛擬營造Field環境的概念，而是為了盡量迅速找出脆弱部分并予以加速，通過低溫、高溫條件和輪流震動來加速weak point不良。
該試驗流程可分為兩個環節：首先讓設計者參與 重要parameter指定，再按試驗sequence監督特性。
若發現不良，找出不良點，再找出改善之處，最終確保產品margin。關鍵是通過設計者與測試者之間的協商，設計Test Plan的同時進行正確的試驗（可改動目的的特性數值），并且若發生問題應該能夠分析原因。QRT以25年來積累的可靠性技術以及秘訣，為您提供最適合HALT試驗目的的試驗服務。
不同階段的應力試驗-冷熱
不同階段的應力試驗-溫熱
急速熱變化應力試驗
不同階段的振動應力試驗
綜合環境應力試驗
Mil-Std883 Method 2005 “Vibration Fatigue”
JESD22-B103B “Vibration, Variable Frequency”
