IEC 60749-4:2002

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
60749-4
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2002-04
Dispositifs à semiconducteurs –
Méthodes d'essais mécaniques et climatiques –
Partie 4:
Essai continu fortement accéléré
de contrainte de chaleur humide (HAST)
Semiconductor devices –
Mechanical and climatic test methods –
Part 4:
Damp heat, steady state,
highly accelerated stress test (HAST)
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 60749-4:2002
Numérotation des publications Publication numbering
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
sont numérotées à partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For
devient la CEI 60034-1. example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.
Editions consolidées Consolidated editions
Les versions consolidées de certaines publications de la The IEC is now publishing consolidated versions of its
CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par publications. For example, edition numbers 1.0, 1.1
exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent and 1.2 refer, respectively, to the base publication,
respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
base incorporant l’amendement 1, et la publication de the base publication incorporating amendments 1
base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
Informations supplémentaires Further information on IEC publications
sur les publications de la CEI
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. Des renseignements relatifs à the content reflects current technology. Information
cette publication, y compris sa validité, sont dispo- relating to this publication, including its validity, is
nibles dans le Catalogue des publications de la CEI available in the IEC Catalogue of publications
(voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, (see below) in addition to new editions, amendments
amendements et corrigenda. Des informations sur les and corrigenda. Information on the subjects under
sujets à l’étude et l’avancement des travaux entrepris consideration and work in progress undertaken by the
par le comité d’études qui a élaboré cette publication, technical committee which has prepared this
ainsi que la liste des publications parues, sont publication, as well as the list of publications issued,
également disponibles par l’intermédiaire de: is also available from the following:
• Site web de la CEI (www.iec.ch) • IEC Web Site (www.iec.ch)
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
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comprenant des recherches textuelles, par comité technical committees and date of publication. On-
d’études ou date de publication. Des informations line information is also available on recently
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cées ou retirées, ainsi que sur les corrigenda.
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• IEC Just Published
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Tél: +41 22 919 02 11
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Fax: +41 22 919 03 00
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.
NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
60749-4
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2002-04
Dispositifs à semiconducteurs –
Méthodes d'essais mécaniques et climatiques –
Partie 4:
Essai continu fortement accéléré
de contrainte de chaleur humide (HAST)
Semiconductor devices –
Mechanical and climatic test methods –
Part 4:
Damp heat, steady state,
highly accelerated stress test (HAST)
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H
PRICE CODE
Commission Electrotechnique Internationale
International Electrotechnical Commission
Международная Электротехническая Комиссия
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– 2 – 60749-4  CEI:2002
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
___________
DISPOSITIFS À SEMICONDUCTEURS –
MÉTHODES D'ESSAIS MÉCANIQUES ET CLIMATIQUES –
Partie 4: Essai continu fortement accéléré
de contrainte de chaleur humide (HAST)
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes
internationales. Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national
intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement
avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les
deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les
Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La norme internationale CEI 60749-4 a été établie par le comité d'études 47 de la CEI:
Dispositifs à semiconducteurs.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
47/1602/FDIS 47/1618/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Cette méthode d'essais mécaniques et climatiques, relative à l'essai continu fortement
accéléré de contrainte de chaleur humide (HAST), est le résultat de la réécriture complète de
l’essai contenu dans l'article 4C du chapitre 3 de la CEI 60749.
Cette publication a été rédigée selon les directives ISO/CEI, Partie 3.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2007.
A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
Le contenu du corrigendum d’août 2003 a été pris en considération dans cet exemplaire.

60749-4  IEC:2002 – 3 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
SEMICONDUCTOR DEVICES –
MECHANICAL AND CLIMATIC TEST METHODS –
Part 4: Damp heat, steady state,
highly accelerated stress test (HAST)
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International
Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the
two organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National
Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 60749-4 has been prepared by IEC technical committee 47:
Semiconductor devices.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
47/1602/FDIS 47/1618/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This mechanical and climatic test method, as it relates to damp heat, steady state, highly
accelerated stress test (HAST), is a complete rewrite of the test contained in clause 4C,
chapter 3 of IEC 60749.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
2007. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
The contents of the corrigendum of August 2003 have been included in this copy.

– 4 – 60749-4  CEI:2002
DISPOSITIFS À SEMICONDUCTEURS –
MÉTHODES D'ESSAIS MÉCANIQUES ET CLIMATIQUES –
Partie 4: Essai continu fortement accéléré
de contrainte de chaleur humide (HAST)
1 Domaine d’application
La présente partie de la CEI 60749 décrit un essai de contrainte de température et d’humidité
fortement accéléré (HAST) qui est réalisé dans le but d’évaluer la fiabilité des dispositifs à
semiconducteurs sous boîtier non hermétique dans les environnements humides.
2 Essai HAST – Remarques générales
Cet essai HAST utilise des conditions sévères de température, d’humidité et de polarisation
qui accélèrent la pénétration de l’humidité à travers le matériau de protection externe
(enrobage ou scellement) ou le long de l’interface entre le matériau de protection externe et
les conducteurs métalliques qui le traversent. La contrainte déclenche normalement les
mêmes mécanismes de défaillance que l’essai continu de chaleur humide «85/85» (voir
CEI 60749-5). Ainsi, on peut choisir soit la méthode de vie continue avec 85 °C/85 % HR soit
la présente méthode d’essai. Lorsque les deux méthodes d’essai sont utilisées, les résultats
de l’essai de vie continue avec 85 °C/85 % HR sont privilégiés par rapport à ceux obtenus
avec la méthode HAST.
Cette méthode doit être considérée comme destructive.
3 Appareillage d’essai
Cet essai nécessite une enceinte à pression capable de maintenir une température spécifiée
et une humidité relative de manière continue, tout en assurant les connexions électriques
avec les dispositifs soumis aux essais dans une configuration de polarisation spécifiée.
3.1 Conditions contrôlées
L’enceinte doit être en mesure de fournir des conditions contrôlées de pression, de
température et d’humidité relative pendant l’établissement des conditions d’essai spécifiées et
le retour aux conditions de départ.
3.2 Profil de température
Un enregistrement permanent du profil de température pour chaque cycle d’essai est
recommandé de manière à pouvoir vérifier la validité de la contrainte.
3.3 Dispositifs sous contrainte
Les dispositifs sous contrainte doivent être physiquement situés de manière à minimiser les
gradients de température. Les dispositifs sous contrainte ne doivent pas être à moins de 3 cm
des surfaces internes de l’enceinte et ils ne doivent pas être soumis à la chaleur rayonnante
directe des éléments chauffants. Il convient que les cartes sur lesquelles les dispositifs sont
montés soient orientées de manière à réduire les interférences avec la circulation de vapeur.

60749-4  IEC:2002 – 5 –
SEMICONDUCTOR DEVICES –
MECHANICAL AND CLIMATIC TEST METHODS –
Part 4: Damp heat, steady state,
highly accelerated stress test (HAST)
1 Scope
This part of IEC 60749 provides a highly accelerated temperature and humidity stress test
(HAST) for the purpose of evaluating the reliability of non-hermetic packaged semiconductor
devices in humid environments.
2 HAST test – General remarks
The HAST test employs severe conditions of temperature, humidity and bias which accelerate
the penetration of moisture through the external protective material (encapsulant or seal) or
along the interface between the external protective material and the metallic conductors which
pass through it. The stress usually activates the same failure mechanisms as the “85/85”
damp heat, steady state humidity test (see IEC 60749-5). As such the test method may be
selected from 85 °C/85 % RH steady-state life or from this test method. When both test
methods are performed, test results of 85 °C/85 % RH steady-state life test take priority over
HAST.
This test method shall be considered destructive.
3 Test apparatus
The test requires a pressure chamber capable of maintaining a specified temperature and
relative humidity continuously, while providing electrical connections to the devices under test
in a specified biasing configuration.
3.1 Controlled conditions
The chamber shall be capable of providing controlled conditions of pressure, temperature and
relative humidity during ramp-up to and ramp-down from the specified test conditions.
3.2 Temperature profile
A permanent record of the temperature profile for each test cycle is recommended so that the
validity of the stress can be verified.
3.3 Devices under stress
Devices under stress shall be mounted in such a way that temperature gradients are
minimized. Devices under stress shall be no closer than 3 cm from internal chamber surfaces,
and shall not be subjected to direct radiant heat from heaters. Boards on which devices are
mounted should be oriented to minimize interference with vapour circulation.

– 6 – 60749-4  CEI:2002
3.4 Réduction de la contamination
Un soin particulier doit être apporté au choix des matériaux de carte et de socle pour réduire
la contamination et la dégradation due à la corrosion et à d’autres mécanismes.
3.5 Contamination ionique
La contamination ionique de l’appareillage d’essai (panier à cartes, cartes d’essai, socles,
containers de stockage de câblage, etc.) doit être contrôlée pour éviter les artefacts d’essai.
3.6 Eau déminéralisée
De l’eau déminéralisée ayant une résistivité minimale de 1 × 10 Ωm, à température ambiante,
doit être utilisée.
4 Conditions d’essai
Les conditions d’essai englobent la température, l’humidité relative et une durée en liaison
avec une configuration de polarisation électrique spécifique au dispositif.
4.1 Température, humidité relative et durée
Tableau 1 – Exigences de température, d'humidité relative et de durée
a a b c
Température Humidité relative Température Pression de la Durée
b
(chambre sèche) (chambre humide) vapeur
°C % °C kPa h
+2
130 ± 2 85 ± 5 124,7 230
96 ( )
+2
110 ± 2 85 ± 5 105,2 122 264 ( )
NOTE 1 Pour les éléments qui atteignent l’équilibre d’absorption en 24 h ou moins, l’essai HAST est équivalent à
au moins 1 000 h à 85 °C/85 % HR. Pour les éléments qui ont besoin de plus de 24 h pour atteindre l’équilibre
dans les conditions HAST spécifiées, il convient de prolonger l’essai pour permettre à ces éléments d’atteindre
l’équilibre.
NOTE 2 Avertissement: Pour les
...