電子產品可靠性測試包括哪些?
一般來說為(wei)了評(ping)價(jia)分析電子(zi)產品(pin)可(ke)(ke)靠(kao)(kao)性(xing)而進行的(de)(de)試驗稱為(wei)可(ke)(ke)靠(kao)(kao)性(xing)試驗,是為(wei)預測(ce)從產品(pin)出廠到(dao)其使用壽命結束(shu)期(qi)間(jian)的(de)(de)質量(liang)情況,選定(ding)(ding)與(yu)市(shi)場環境(jing)相(xiang)似度較高的(de)(de)環境(jing)應力(li)后,設定(ding)(ding)環境(jing)應力(li)程度與(yu)施加的(de)(de)時間(jian),主(zhu)要目的(de)(de)是盡(jin)可(ke)(ke)能在短時間(jian)內,正確評(ping)估產品(pin)可(ke)(ke)靠(kao)(kao)性(xing)。
產品(pin)設(she)計成型后,必須對產品(pin)進行可靠性(xing)試(shi)驗(yan),產品(pin)可靠性(xing)試(shi)驗(yan)是激發潛在失效模式,提出改進措(cuo)施,確(que)定(ding)項目(mu)或系統是否滿足預先(xian)制定(ding)的(de)可靠性(xing)要求(qiu)的(de)必須步驟。可靠性(xing)試(shi)驗(yan)的(de)基本原(yuan)理如圖。
可(ke)靠(kao)性(xing)(xing)(xing)試驗是(shi)為了確定(ding)已(yi)通過可(ke)靠(kao)性(xing)(xing)(xing)鑒定(ding)試驗而轉(zhuan)入批量生產的(de)(de)產品(pin)(pin)在(zai)規(gui)定(ding)的(de)(de)條件下是(shi)否達(da)到(dao)規(gui)定(ding)可(ke)靠(kao)性(xing)(xing)(xing)要(yao)求,驗證產品(pin)(pin)的(de)(de)可(ke)靠(kao)性(xing)(xing)(xing)是(shi)否隨批量生產期間(jian)工(gong)(gong)藝,工(gong)(gong)裝,工(gong)(gong)作流(liu)程,零部件質量等因素的(de)(de)變化(hua)而降低(di)。只(zhi)有經過這些,產品(pin)(pin)性(xing)(xing)(xing)能(neng)才是(shi)可(ke)以信任的(de)(de),產品(pin)(pin)的(de)(de)質量才是(shi)過硬(ying)的(de)(de)。
電子產品可靠性試驗目的通常有如下幾方面:
1、在研制階段用(yong)以(yi)暴露(lu)試制產品各方面的缺陷,評價產品可靠性達到預定指標的情況(kuang);
2、生(sheng)產階段為監控生(sheng)產過程提供信息;
3、對定(ding)型產品進行可(ke)靠性鑒定(ding)或驗(yan)收(shou);
4、暴露和(he)分析產品(pin)在不(bu)同環境和(he)應力條(tiao)件(jian)下的失(shi)(shi)效規律及(ji)有關的失(shi)(shi)效模(mo)式和(he)失(shi)(shi)效機理;
5、為改進產品(pin)(pin)可靠性,制定(ding)和(he)改進可靠性試(shi)驗方案,為用(yong)戶選用(yong)產品(pin)(pin)提供依(yi)據。
電子產品可靠性試驗的方法及分類
一、如以環境(jing)條件來劃分(fen),可(ke)分(fen)為包括(kuo)各種應力條件下的模(mo)擬試驗(yan)和現場試驗(yan);
二、以試驗(yan)(yan)項目劃分,可分為環(huan)境試驗(yan)(yan)、壽命試驗(yan)(yan)、加速試驗(yan)(yan)和各種特(te)殊試驗(yan)(yan);
三(san)、若(ruo)按(an)試驗(yan)目的來(lai)劃分,則可分為篩選試驗(yan)、鑒定試驗(yan)和(he)驗(yan)收試驗(yan);
四、若(ruo)按(an)試驗(yan)(yan)性(xing)質(zhi)來劃分(fen)(fen),也可(ke)分(fen)(fen)為破(po)(po)壞性(xing)試驗(yan)(yan)和非(fei)破(po)(po)壞性(xing)試驗(yan)(yan)兩大(da)類(lei)。
通常慣用的分類法,是把可靠性試驗歸納為五大類:
A.環境試(shi)驗B.壽命試(shi)驗C.篩選試(shi)驗D.現場(chang)使用試(shi)驗E.鑒定試(shi)驗
(一)、氣候環境試驗(yan)
部分可(ke)靠性專著把樣(yang)品置(zhi)于(yu)自(zi)然或(huo)人工模擬的(de)儲存、運輸和工作環境(jing)(jing)中的(de)試驗(yan)統稱為環境(jing)(jing)試驗(yan),是(shi)考(kao)核產(chan)品在各種(zhong)環境(jing)(jing)(振(zhen)動(dong)、沖(chong)擊(ji)、離心、溫度、熱沖(chong)擊(ji)、潮熱、鹽霧、低氣壓等)條件下的(de)適應(ying)能力,是(shi)評(ping)價產(chan)品可(ke)靠性的(de)重要試驗(yan)方法之一。一般主要有以下幾種(zhong):
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1、穩定性烘培,即高溫存儲試驗
試驗目的(de)(de)(de):考核在不(bu)施加電應力的(de)(de)(de)情況下,高溫存儲對(dui)產品(pin)的(de)(de)(de)影響。有(you)嚴重缺陷的(de)(de)(de)產品(pin)處于非平衡(heng)(heng)態(tai)(tai)(tai),是一(yi)種不(bu)穩(wen)定(ding)態(tai)(tai)(tai),由非平衡(heng)(heng)態(tai)(tai)(tai)向平衡(heng)(heng)態(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)過(guo)渡(du)過(guo)程既(ji)是誘(you)發(fa)有(you)嚴重缺陷產品(pin)失效的(de)(de)(de)過(guo)程,也(ye)是促使產品(pin)從非穩(wen)定(ding)態(tai)(tai)(tai)向穩(wen)定(ding)態(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)過(guo)渡(du)過(guo)程。
這種(zhong)過渡一般(ban)情(qing)況下(xia)是物理化學變(bian)化,其速率(lv)遵循阿倫尼烏斯公式,隨溫度成指數增加.高溫應力的(de)目的(de)是為了縮短這種(zhong)變(bian)化的(de)時間.所以該(gai)實驗又(you)可以視為一項穩(wen)定產品性能(neng)的(de)工藝。
試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)條件:一般選定(ding)(ding)一恒定(ding)(ding)的溫(wen)(wen)度應力(li)和保持時(shi)間(jian)(jian)。微電(dian)路溫(wen)(wen)度應力(li)范圍為(wei)75℃至400℃,試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)時(shi)間(jian)(jian)為(wei)24h以上。試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)前后被試(shi)(shi)樣品要在標準試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)環境中(zhong),既(ji)溫(wen)(wen)度為(wei)25土10℃、氣壓(ya)為(wei)86kPa~100kPa的環境中(zhong)放置一定(ding)(ding)時(shi)間(jian)(jian)。多數的情況下(xia),要求(qiu)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)后在規定(ding)(ding)的時(shi)間(jian)(jian)內(nei)完(wan)成終點(dian)測試(shi)(shi)。
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2、溫度循環試驗
試驗目的(de):考核產(chan)(chan)品(pin)承受一定溫(wen)度變化(hua)速率的(de)能(neng)力(li)(li)及對極端高溫(wen)和(he)極端低(di)溫(wen)環境的(de)承受能(neng)力(li)(li).是針對產(chan)(chan)品(pin)熱機(ji)械性能(neng)設置的(de)。當構成產(chan)(chan)品(pin)各部件(jian)的(de)材料熱匹(pi)配較(jiao)差,或部件(jian)內應力(li)(li)較(jiao)大(da)時,溫(wen)度循(xun)環試驗可引(yin)發產(chan)(chan)品(pin)由(you)機(ji)械結構缺(que)陷劣化(hua)產(chan)(chan)生的(de)失效。如漏(lou)氣(qi)、內引(yin)線斷裂、芯片(pian)裂紋等。
驗條(tiao)件:在氣體(ti)(ti)環境下進行。主要是(shi)控制(zhi)產品處于高溫(wen)(wen)(wen)和低溫(wen)(wen)(wen)時的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度和時間及高低溫(wen)(wen)(wen)狀態轉(zhuan)換的(de)(de)速(su)率(lv)。試(shi)驗箱內氣體(ti)(ti)的(de)(de)流通情況、溫(wen)(wen)(wen)度傳感器的(de)(de)位置(zhi)、夾(jia)具的(de)(de)熱容量都是(shi)保證試(shi)驗條(tiao)件的(de)(de)重要因素。
其控制原(yuan)則是試驗所要(yao)(yao)求的溫(wen)度、時(shi)間(jian)和轉換(huan)速(su)率都是指被(bei)試產品(pin),不(bu)是試驗的局部環(huan)境(jing)。微電路的轉換(huan)時(shi)間(jian)要(yao)(yao)求不(bu)大于1min在高溫(wen)或低溫(wen)狀(zhuang)態下(xia)的保持時(shi)間(jian)要(yao)(yao)求不(bu)小于10min;低溫(wen)為(wei)-55℃或-65-10℃,高溫(wen)從85+10℃到300+10℃不(bu)等。
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3、熱沖擊試驗
試(shi)(shi)驗(yan)目的:考核產品承受(shou)溫度劇烈變(bian)化(hua),即(ji)承受(shou)大溫度變(bian)化(hua)速率(lv)的能力。試(shi)(shi)驗(yan)可引發(fa)產品由機械(xie)結構缺(que)陷劣化(hua)產生的失效(xiao).熱(re)沖擊試(shi)(shi)驗(yan)與溫度循環試(shi)(shi)驗(yan)的目的基本一致(zhi),但熱(re)沖擊試(shi)(shi)驗(yan)的條件比溫度循環試(shi)(shi)驗(yan)要嚴酷得(de)多(duo)。
試驗條(tiao)件:被試樣品(pin)是(shi)置于液(ye)體(ti)中。主要是(shi)控制樣品(pin)處于高溫(wen)和(he)低溫(wen)狀態的(de)(de)(de)溫(wen)度和(he)時間(jian)及高低溫(wen)狀態轉換的(de)(de)(de)速率。試驗箱內液(ye)體(ti)的(de)(de)(de)流通情(qing)況(kuang)、溫(wen)度傳感(gan)器的(de)(de)(de)位置、夾具的(de)(de)(de)熱容量(liang)都是(shi)保證試驗條(tiao)件的(de)(de)(de)重要因素。
其控制原則與溫(wen)度(du)循環(huan)試(shi)(shi)驗(yan)一樣(yang),試(shi)(shi)驗(yan)所要(yao)求(qiu)的(de)溫(wen)度(du)、時間(jian)和(he)(he)轉換速率都是(shi)指被試(shi)(shi)樣(yang)品,不是(shi)試(shi)(shi)驗(yan)的(de)局部(bu)環(huan)境。微電路(lu)的(de)轉換時間(jian)要(yao)求(qiu)不大于lo,:轉換時被試(shi)(shi)樣(yang)品要(yao)在5 min內達到規定(ding)的(de)溫(wen)度(du);在高(gao)溫(wen)或低溫(wen)狀態下(xia)的(de)停(ting)留時間(jian)要(yao)求(qiu)不小于2 min;高(gao)低溫(wen)條(tiao)件分(fen)為(wei)三檔(dang),A檔(dang)為(wei)0+2-10℃~100+10-2℃,B檔(dang)為(wei)一55”llc~125+10℃,c檔(dang)為(wei)-655,0℃一150+10℃.A檔(dang)一般用水作(zuo)載體,B檔(dang)和(he)(he)C檔(dang)用過碳氟化(hua)合(he)物作(zuo)載體。作(zuo)載體的(de)物質(zhi)(zhi)不得含有氯(lv)和(he)(he)氫等(deng)腐蝕性(xing)物質(zhi)(zhi)或強氧化(hua)劑(ji)物質(zhi)(zhi)。
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4、低氣壓試驗
試(shi)驗目的:考核產品對低(di)(di)氣(qi)壓(ya)(ya)工作環境(如高空工作環境)的適應(ying)能(neng)力。當氣(qi)壓(ya)(ya)減(jian)小(xiao)時空氣(qi)或(huo)絕(jue)緣材料的絕(jue)緣強度(du)會(hui)減(jian)弱;易產生電暈放電、介(jie)質損耗增加、電離;氣(qi)壓(ya)(ya)減(jian)小(xiao)使(shi)散熱條(tiao)件(jian)變差,會(hui)使(shi)元器件(jian)溫度(du)上(shang)升。這(zhe)些因素都(dou)會(hui)使(shi)被試(shi)樣品在低(di)(di)氣(qi)壓(ya)(ya)條(tiao)件(jian)下(xia)喪(sang)失規定(ding)的功(gong)能(neng),有(you)時會(hui)產生永久(jiu)性損傷。
試驗(yan)(yan)條件:被試樣(yang)品(pin)(pin)(pin)置于密(mi)封(feng)室內(nei),加規定(ding)的的電(dian)(dian)壓(ya)(ya),從密(mi)封(feng)室降低(di)(di)氣壓(ya)(ya)前(qian)20min直至試驗(yan)(yan)結束的一段時間內(nei),要求樣(yang)品(pin)(pin)(pin)溫度(du)保持在25+-1.0℃的范(fan)圍(wei)。密(mi)封(feng)室從常壓(ya)(ya)降低(di)(di)到(dao)規定(ding)的氣壓(ya)(ya)再恢復(fu)到(dao)常壓(ya)(ya),并(bing)監視這‘過程中被試樣(yang)品(pin)(pin)(pin)能否正常工(gong)作,微(wei)(wei)電(dian)(dian)路被試樣(yang)品(pin)(pin)(pin)所(suo)施加電(dian)(dian)壓(ya)(ya)的頻率(lv)在直流到(dao)20MHz的范(fan)圍(wei)內(nei),電(dian)(dian)壓(ya)(ya)引出端出現電(dian)(dian)暈放(fang)電(dian)(dian)被視為失效。試驗(yan)(yan)的低(di)(di)氣壓(ya)(ya)值是(shi)(shi)與海拔高度(du)相對(dui)應的,并(bing)分若干檔(dang)(dang).如微(wei)(wei)電(dian)(dian)路低(di)(di)氣壓(ya)(ya)試驗(yan)(yan)的A檔(dang)(dang)氣壓(ya)(ya)值是(shi)(shi)58kPa,對(dui)應高度(du)是(shi)(shi)4572m,E檔(dang)(dang)氣壓(ya)(ya)值是(shi)(shi)1.1kPa,對(dui)應高度(du)是(shi)(shi)30480m等等。
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5、耐濕試驗
試(shi)驗目的(de)(de)(de):以施加加速應力的(de)(de)(de)方法(fa)評定微(wei)(wei)(wei)電(dian)路(lu)(lu)在(zai)(zai)潮濕(shi)和炎(yan)(yan)熱條(tiao)(tiao)件下(xia)抗(kang)衰(shuai)(shuai)變的(de)(de)(de)能力,是(shi)針對典型的(de)(de)(de)熱帶氣(qi)候(hou)環境設計的(de)(de)(de)。微(wei)(wei)(wei)電(dian)路(lu)(lu)在(zai)(zai)潮濕(shi)和炎(yan)(yan)熱條(tiao)(tiao)件下(xia)衰(shuai)(shuai)變的(de)(de)(de)主(zhu)要機理是(shi)由化(hua)學過程產生的(de)(de)(de)腐蝕和由水汽的(de)(de)(de)浸入、凝露(lu)、結冰(bing)引起(qi)微(wei)(wei)(wei)裂縫增大的(de)(de)(de)物(wu)理過程。試(shi)驗也考核(he)在(zai)(zai)潮濕(shi)和炎(yan)(yan)熱條(tiao)(tiao)件下(xia)構成微(wei)(wei)(wei)電(dian)路(lu)(lu)材料(liao)發(fa)生或加劇電(dian)解的(de)(de)(de)可能性,電(dian)解會使絕緣材料(liao)電(dian)阻宰(zai)發(fa)生變化(hua),使抗(kang)介質擊穿的(de)(de)(de)能力變弱。
試(shi)(shi)驗條(tiao)件:潮熱(re)試(shi)(shi)驗有(you)兩種(zhong),即文(wen)變(bian)潮熱(re)試(shi)(shi)驗和恒(heng)定(ding)潮熱(re)試(shi)(shi)驗。交(jiao)受(shou)潮熱(re)試(shi)(shi)驗要(yao)求被試(shi)(shi)樣(yang)品在(zai)相(xiang)對濕度(du)為90%~100%的范圍(wei)內(nei),用一定(ding)的時間(‘般2.5h)使(shi)溫度(du)從25℃上升到(dao)(dao)65℃,井(jing)保持(chi)3h以上;然后再在(zai)相(xiang)對濕度(du)為80%一100%的范圍(wei)內(nei),用一定(ding)的時間(—般2.5 h)使(shi)溫度(du)從6s℃下降到(dao)(dao)25℃,再進(jin)行一次這(zhe)樣(yang)的循(xun)環(huan)后再在(zai)任意濕度(du)的情況(kuang)下將(jiang)溫度(du)下降到(dao)(dao)一10 c,并保持(chi)3h以上‘再恢(hui)復到(dao)(dao)溫度(du)為25℃,相(xiang)對濕度(du)等(deng)于或大于80%的狀態。這(zhe)就完成了一次文(wen)變(bian)潮熱(re)的大循(xun)環(huan),大約需要(yao)24h。
一(yi)般一(yi)次耐濕試驗(yan),上述交變潮熱的大循(xun)環要進行10次.試驗(yan)時被(bei)試樣品要施(shi)加—定的電(dian)壓。試驗(yan)箱(xiang)內每分鐘的換氣量要求(qiu)大于試驗(yan)箱(xiang)容積的5倍。被(bei)試樣品應該是經受(shou)過(guo)非破壞性引線(xian)牢(lao)固性試驗(yan)的樣品。
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6、鹽霧試驗
試驗目的:以加速的方法(fa)評定元器件(jian)外露部分在(zai)鹽霧、潮濕和炎(yan)熱條件(jian)下抗腐蝕的能力,是針對熱帶海邊(bian)或海上氣候(hou)環境設(she)計的.表(biao)面結構狀態差的元器件(jian)在(zai)鹽霧、湘濕和炎(yan)熱條件(jian)下外露部分會產生腐蝕。
試驗(yan)條件:鹽霧(wu)試驗(yan)要(yao)(yao)求被試樣品(pin)上不同方(fang)位的(de)外露部分都(dou)要(yao)(yao)在(zai)溫度、濕度及(ji)接收的(de)鹽淀(dian)積速率等方(fang)面處于相(xiang)同的(de)規定條件。這(zhe)一要(yao)(yao)求是通(tong)過樣品(pin)在(zai)試驗(yan)箱(xiang)內放置的(de)相(xiang)互間(jian)的(de)最(zui)小距(ju)離和樣品(pin)的(de)放置角度來滿足的(de)。
試(shi)(shi)驗(yan)(yan)溫度一般要求為(wei)(35+-3)'C、在24h內鹽淀積速(su)率為(wei)2X104mg/m2~5X104mg/m2。鹽淀積速(su)率和濕度是(shi)通過產(chan)生鹽霧(wu)的鹽溶液的溫度、濃度及流經它的氣(qi)(qi)流決定(ding)的,氣(qi)(qi)流中(zhong)氧氣(qi)(qi)和氮氣(qi)(qi)比份要與(yu)空氣(qi)(qi)相同。試(shi)(shi)驗(yan)(yan)時(shi)間一般分(fen)為(wei)24h、48h、96h和240h 4檔。
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7、輻照試驗
試驗目的(de):考核微(wei)(wei)電(dian)路(lu)在高(gao)能粒子(zi)輻照環境(jing)下的(de)工(gong)作能力(li)。高(gao)能粒子(zi)進(jin)入微(wei)(wei)電(dian)路(lu)會使(shi)(shi)微(wei)(wei)觀(guan)結構發生(sheng)(sheng)變化(hua)產(chan)生(sheng)(sheng)缺陷或產(chan)生(sheng)(sheng)附加電(dian)荷或電(dian)流。從而導(dao)致微(wei)(wei)電(dian)路(lu)參數退化(hua)、發生(sheng)(sheng)鎖定(ding)、電(dian)路(lu)翻轉或產(chan)生(sheng)(sheng)浪涌電(dian)流引起(qi)燒毀失(shi)效。輻照超過某一界限會使(shi)(shi)微(wei)(wei)電(dian)路(lu)產(chan)生(sheng)(sheng)永久(jiu)性損傷(shang)。
試(shi)驗(yan)條件:微電路(lu)的輻(fu)照(zhao)(zhao)試(shi)驗(yan)主要(yao)有中子(zi)輻(fu)照(zhao)(zhao)和(he)γ射(she)線輻(fu)照(zhao)(zhao)兩大類。又分總(zong)劑量輻(fu)照(zhao)(zhao)試(shi)驗(yan)和(he)劑量率(lv)輻(fu)照(zhao)(zhao)試(shi)驗(yan)。劑量率(lv)輻(fu)照(zhao)(zhao)試(shi)驗(yan)都是以(yi)脈沖的形式(shi)對(dui)披試(shi)微電路(lu)進行輻(fu)照(zhao)(zhao)的。
在試驗(yan)中(zhong)要(yao)依據不(bu)同的微(wei)電路和(he)不(bu)同的試驗(yan)目的嚴格控制輻照的劑(ji)量串和(he)總劑(ji)量。否則(ze)會由于輻照超過界限(xian)而損(sun)壞樣(yang)品(pin)或得不(bu)到要(yao)尋(xun)求的閩值。輻照試驗(yan)要(yao)有防止人體損(sun)傷(shang)的安全措施。
(二(er))、壽命試(shi)驗
是(shi)研究產品壽命(ming)特(te)征的方(fang)法,這種方(fang)法可(ke)在實驗室模擬各(ge)種使用條件來進行。壽命(ming)試驗是(shi)可(ke)靠性試驗中最重要最基本的項目(mu)之(zhi)一(yi),它是(shi)將產品放在特(te)定(ding)的試驗條件下考(kao)察其失效(損壞)隨時間變化(hua)規律(lv)。
通過壽(shou)命試(shi)驗,可(ke)(ke)以了解產(chan)品的(de)(de)(de)壽(shou)命特征(zheng)、失(shi)效(xiao)(xiao)規律、失(shi)效(xiao)(xiao)率、平均壽(shou)命以及在壽(shou)命試(shi)驗過程中可(ke)(ke)能出現的(de)(de)(de)各種(zhong)失(shi)效(xiao)(xiao)模(mo)式。如結(jie)合(he)失(shi)效(xiao)(xiao)分析(xi),可(ke)(ke)進一步弄清導致產(chan)品失(shi)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)主要失(shi)效(xiao)(xiao)機理(li),作為(wei)可(ke)(ke)靠性設計、可(ke)(ke)靠性預測、改(gai)進新產(chan)品質量和(he)確定(ding)合(he)理(li)的(de)(de)(de)篩選、例行(批量保證)試(shi)驗條(tiao)件(jian)等的(de)(de)(de)依據。
如(ru)果為了縮短(duan)試驗(yan)(yan)時間可(ke)(ke)(ke)在(zai)不(bu)改變失效機(ji)理的條件下(xia)用加大應力的方法進(jin)(jin)行(xing)試驗(yan)(yan),這就是加速壽(shou)命(ming)試驗(yan)(yan)。通(tong)過壽(shou)命(ming)試驗(yan)(yan)可(ke)(ke)(ke)以(yi)對產(chan)品(pin)的可(ke)(ke)(ke)靠性(xing)(xing)水平(ping)進(jin)(jin)行(xing)評價,并通(tong)過質量反饋來提(ti)高新(xin)產(chan)品(pin)可(ke)(ke)(ke)靠性(xing)(xing)水平(ping)。
壽命試(shi)驗(yan)(yan)目的:考核產品在規定的條件下,在全(quan)過程工作時間內的質(zhi)量和可靠性。為了使試(shi)驗(yan)(yan)結(jie)果有較好代表性,參試(shi)的樣(yang)品要有足夠的數量。
試驗條件(jian):微電路(lu)的壽(shou)命(ming)試驗分(fen)穩(wen)態壽(shou)命(ming)試驗、間歇壽(shou)命(ming)試驗和模擬壽(shou)命(ming)試驗。
穩(wen)態(tai)壽命試驗(yan)是微電(dian)路(lu)必須(xu)進(jin)行的試驗(yan),試驗(yan)時(shi)要求被試樣品(pin)要施加(jia)適當的電(dian)源,使(shi)其處于正常的工作狀態(tai)。國家軍用標準(zhun)的穩(wen)態(tai)壽命試驗(yan)環(huan)境溫(wen)度為125℃,時(shi)間為l 000h。加(jia)速試驗(yan)可以提高溫(wen)度,縮短時(shi)間。
功率型微(wei)電路管(guan)殼的溫(wen)度(du)一般(ban)大(da)于環境(jing)溫(wen)度(du),試(shi)驗時保(bao)持環境(jing)溫(wen)度(du)可以低于125℃.微(wei)電路穩(wen)態壽(shou)命試(shi)驗的環境(jing)溫(wen)度(du)或管(guan)殼的溫(wen)度(du)要以微(wei)電路結溫(wen)等于額(e)定結溫(wen)為基點<一般(ban)在(zai)175℃一200℃之間)進行調整。
間(jian)歇壽(shou)命試驗(yan)要求以一定的頻率對(dui)被試微電路切(qie)斷或突然施加(jia)偏壓和信號(hao),其它試驗(yan)條件與穩態壽(shou)命試驗(yan)相同。
模擬壽命試(shi)(shi)(shi)驗是一種模擬徽電(dian)路應用(yong)環境的(de)(de)組(zu)合(he)試(shi)(shi)(shi)驗。它的(de)(de)組(zu)合(he)應力有(you)機(ji)械、濕度(du)和低氣(qi)壓四應力試(shi)(shi)(shi)驗:機(ji)械、溫度(du)、濕度(du)和電(dian)四應力試(shi)(shi)(shi)驗等。
(三(san))、篩(shai)選(xuan)試(shi)驗
篩選試驗是一種對產品(pin)進(jin)行全數檢(jian)驗的非破壞性試驗
其目的(de)是(shi)為(wei)選擇具有一(yi)定特性(xing)的(de)產(chan)品(pin)或(huo)剔(ti)早期失(shi)(shi)效(xiao)的(de)產(chan)品(pin),以(yi)(yi)提高產(chan)品(pin)的(de)使用(yong)(yong)可(ke)靠性(xing)。產(chan)品(pin)在(zai)(zai)制造過(guo)程(cheng)中(zhong),由于材料的(de)缺(que)(que)陷,或(huo)由于工藝失(shi)(shi)控,使部(bu)分產(chan)品(pin)出(chu)現所謂早期缺(que)(que)陷或(huo)故(gu)障(zhang),這(zhe)些(xie)缺(que)(que)陷或(huo)故(gu)障(zhang)若(ruo)能及早剔(ti)除,就可(ke)以(yi)(yi)保證在(zai)(zai)實(shi)際(ji)使用(yong)(yong)時產(chan)品(pin)的(de)可(ke)靠性(xing)水平。
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可靠性篩選試驗的特點是:
1、這種試(shi)驗不是(shi)抽樣(yang)的,而是(shi)100%試(shi)驗;
2、 該試驗可以(yi)提(ti)高合格品(pin)(pin)的總(zong)的可靠性水(shui)平,但不(bu)能提(ti)高產品(pin)(pin)的固有可靠性,即不(bu)能提(ti)高每(mei)個產品(pin)(pin)的壽(shou)命;
3、不能簡(jian)單地以篩選淘汰(tai)(tai)率的高低來(lai)評價篩選效果。淘汰(tai)(tai)率高,有可能是產(chan)品(pin)本身(shen)的設計、元件、工藝等方(fang)面(mian)存在嚴重缺(que)陷,但也有可能是篩選應力強度(du)太高。
淘(tao)汰(tai)率低,有可能(neng)產(chan)品缺陷少,但也可能(neng)是篩(shai)選應(ying)力的強(qiang)度和(he)(he)試驗時間不(bu)足造成(cheng)的。通(tong)常以(yi)篩(shai)選淘(tao)汰(tai)率Q和(he)(he)篩(shai)選效果β值(zhi)來評(ping)價篩(shai)選方法(fa)的優劣:合理(li)的篩(shai)選方法(fa)應(ying)該是β值(zhi)較大,而Q值(zhi)適中。
(四)、現(xian)場使用試(shi)驗
上(shang)述各種試(shi)驗都是通過模擬(ni)現(xian)場條(tiao)件(jian)來進行的(de)。模擬(ni)試(shi)驗由(you)于受設(she)備條(tiao)件(jian)的(de)限制(zhi),往往只能(neng)對產品(pin)(pin)施加單一應力,有時也可(ke)以施加雙(shuang)應力,這(zhe)與(yu)實際使用(yong)環境條(tiao)件(jian)有很大(da)差異,因而(er)未(wei)能(neng)如實地、全面地暴(bao)露產品(pin)(pin)的(de)質(zhi)量(liang)情(qing)況。
現(xian)場使(shi)用(yong)試(shi)驗(yan)則不(bu)同,因為它(ta)是在使(shi)用(yong)現(xian)場進行,故(gu)最(zui)能真實地(di)反映產(chan)品(pin)的可(ke)靠性問(wen)題,所獲(huo)得的數(shu)據對于產(chan)品(pin)的可(ke)靠性預測、設計(ji)和(he)保證(zheng)有很高價(jia)值。對制定(ding)可(ke)靠性試(shi)驗(yan)計(ji)劃(hua)、驗(yan)證(zheng)可(ke)靠性試(shi)驗(yan)方法和(he)評價(jia)試(shi)驗(yan)精確(que)性,現(xian)場使(shi)用(yong)試(shi)驗(yan)的作用(yong)則更大。
(五)、鑒定試(shi)驗
鑒定試(shi)驗(yan)是對(dui)產品的可靠性水平進行(xing)評價(jia)時而做的試(shi)驗(yan)。它是根(gen)據抽樣理論(lun)制定出來的抽樣方案。在保證生產者不(bu)致使質量符(fu)合標準(zhun)的產品被拒收(shou)的條(tiao)件下進行(xing)鑒定試(shi)驗(yan)。
可(ke)靠性鑒定試(shi)驗分兩類(lei):一類(lei)為(wei)(wei)產品可(ke)靠性鑒定試(shi)驗,一類(lei)為(wei)(wei)工藝(含材料(liao))的(de)可(ke)靠性鑒定試(shi)驗。
產(chan)(chan)品可(ke)靠性(xing)(xing)鑒定試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)一(yi)般是(shi)在新(xin)產(chan)(chan)品設(she)(she)計(ji)定型和生產(chan)(chan)定型時進行。目的是(shi)考核產(chan)(chan)品的指標是(shi)否(fou)全面達到了(le)設(she)(she)計(ji)要(yao)(yao)(yao)求,考核產(chan)(chan)品是(shi)否(fou)達到了(le)預定的可(ke)靠性(xing)(xing)要(yao)(yao)(yao)求。試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)的內容一(yi)般與(yu)質量一(yi)致性(xing)(xing)檢驗(yan)(yan)一(yi)致,既A、B、c、D四(si)組試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)都(dou)做,有抗(kang)輻射強度規定產(chan)(chan)品也做要(yao)(yao)(yao)E組試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)。當產(chan)(chan)品的設(she)(she)計(ji)、結(jie)構、材(cai)料或工藝有重大改(gai)變時也要(yao)(yao)(yao)做可(ke)靠性(xing)(xing)鑒定試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)。
工藝(含材料)的可靠性鑒定試驗用于考核生產線對材料和工藝的選擇及控制能力是否能保證所制造的產品的質量和可靠性,是否能滿足某種質景保證等級的要求。
其他常用的電子產品可靠性(xing)試驗介紹
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恒定加速度試驗
該試(shi)驗目的(de)是考核傲(ao)電路承(cheng)受恒定加速度的(de)能力(li)。它可以暴露由微(wei)電路結構(gou)強度低和機(ji)械缺陷引(yin)起的(de)失效。如芯片脫(tuo)落、內引(yin)線開路、管殼變形、漏氣等(deng)。
試驗條(tiao)件:在微(wei)電路芯片(pian)脫出方向(xiang)、壓緊(jin)方向(xiang)和與該方向(xiang)垂直的方向(xiang)施加大于1 mm的恒定(ding)加速度,加速度取值(zhi)范(fan)圍(wei)一般取為49 000m/s:-1 225 000m/sV5 000~125 000z)之間。試驗時微(wei)電路的殼體(ti)應剛性固定(ding)在恒定(ding)加速器上。
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機械沖擊試驗
該試驗目的(de)是考核微(wei)電(dian)(dian)路承受(shou)機械沖(chong)擊的(de)能(neng)力(li)(li)。即考核微(wei)電(dian)(dian)路承受(shou)突(tu)然(ran)受(shou)力(li)(li)的(de)能(neng)力(li)(li)。在裝卸(xie)、運(yun)輸、現場工作過程中會使微(wei)電(dian)(dian)路突(tu)然(ran)受(shou)力(li)(li)。如跌落(luo)、碰撞時微(wei)電(dian)(dian)路會受(shou)到突(tu)發的(de)機械應(ying)力(li)(li).這(zhe)些(xie)應(ying)力(li)(li)可能(neng)引起微(wei)電(dian)(dian)路的(de)芯片脫落(luo)、內引線開路、管殼變形、漏氣等失(shi)效。
試(shi)(shi)驗條件:試(shi)(shi)驗時(shi)(shi)微(wei)(wei)電(dian)路的(de)(de)殼體(ti)應(ying)剛性固(gu)定在試(shi)(shi)驗臺基上,外引(yin)線要(yao)施加保(bao)護。對微(wei)(wei)電(dian)路的(de)(de)芯(xin)片脫出方(fang)向、壓緊方(fang)向和(he)與該方(fang)向垂直的(de)(de)方(fang)向各施加五次半正弦波的(de)(de)機械沖擊脈沖。沖擊脈沖的(de)(de)峰值加速度取值范圍—般取為(wei)4900m/s2~294 000m/s2(500g~30 000g)脈沖持續時(shi)(shi)間(jian)為(wei)0.1ms—1.0ms,允(yun)許失真(zhen)不大于峰值加速度的(de)(de)20%。
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機械振動試驗
振(zhen)動試驗(yan)主(zhu)要有四種,即掃頻振(zhen)動試驗(yan)、振(zhen)動疲勞試驗(yan)。振(zhen)動噪聲試驗(yan)和隨機振(zhen)動試驗(yan)。目的是考核微電路在不同振(zhen)動條件下的結構牢固性和電特性的穩(wen)定性。
掃頻振動試驗使(shi)微(wei)電路(lu)作等幅諧振動,其(qi)加速度峰值一(yi)般分為196 m/s:(20e)、490m/s2(50g)和686m/s2(70g)三檔.振動頻率從20Hz一(yi)2 000Hz范圍內隨時間(jian)校對數變(bian)化。振動頻率從20Hz~2 000Hz再回到20Hz的(de)時間(jian)要求不小于4mm,并(bing)且在互相垂(chui)直(zhi)的(de)三個方向上(其(qi)中一(yi)個方向與芯(xin)片垂(chui)直(zhi))各進行五次(ci)。
振動(dong)疲(pi)勞試驗也要(yao)使微(wei)(wei)電路作等幅諧(xie)振動(dong),但是其振動(dong)頻率是固(gu)定的(de),一(yi)般(ban)為幾十到幾百(bai)赫茲,其加速度峰(feng)值一(yi)般(ban)也分為196m/s2(20g)、490m/s2(50g)和686m/s2(70g)三檔(dang)。在互相垂直的(de)三個(ge)方向上(其中一(yi)個(ge)方向與(yu)芯片垂直)各進行一(yi)次,每次的(de)時(shi)間大約(yue)為32h。
隨(sui)機振動試驗的(de)(de)(de)試驗條件是模擬(ni)各種現代(dai)化(hua)現場(chang)環境下(xia)可(ke)能(neng)產生(sheng)的(de)(de)(de)振動。隨(sui)機振動的(de)(de)(de)振幅具有高斯分(fen)布。加速度(du)譜密度(du)與頻(pin)率的(de)(de)(de)關系(xi)是特定的(de)(de)(de)。頻(pin)率范(fan)圍為幾十(shi)到2000Hz。
振動(dong)噪(zao)聲試(shi)驗的試(shi)驗條(tiao)件(jian)與(yu)(yu)掃頗振動(dong)試(shi)驗基(ji)本相同(tong)。使微電(dian)路(lu)作等幅諧振動(dong),其加(jia)速度峰值一(yi)般不小(xiao)于196m/s2(20g).振動(dong)頻(pin)率從20Hs一(yi)2000Hz范圍(wei)內(nei)隨時間(jian)按(an)對數變化(hua).振動(dong)頻(pin)率從20Hz一(yi)2000Hz再(zai)回到20Hz的時間(jian)要求(qiu)不小(xiao)于4min,并且(qie)在(zai)互相垂(chui)直(zhi)的三個方向上(其中一(yi)個方向與(yu)(yu)芯片垂(chui)直(zhi))各進行1次。
但是微電(dian)(dian)路要施加規(gui)定的電(dian)(dian)壓和電(dian)(dian)流(liu)。測量(liang)在試驗(yan)過(guo)程中在規(gui)定負載電(dian)(dian)阻上的最大噪聲輸出(chu)(chu)電(dian)(dian)壓是否超(chao)出(chu)(chu)了(le)規(gui)定值。
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鍵合強度試驗
該(gai)試(shi)驗(yan)(yan)目的是檢驗(yan)(yan)微電路封裝內部的內引線(xian)(xian)與芯(xin)片和內引線(xian)(xian)與封裝體內外引線(xian)(xian)端鍵(jian)合強(qiang)度(du).分(fen)為破壞(huai)性鍵(jian)合強(qiang)度(du)試(shi)驗(yan)(yan)和非破壞(huai)性鍵(jian)合強(qiang)度(du)試(shi)驗(yan)(yan).鍵(jian)合強(qiang)度(du)差的微電路會出(chu)現(xian)內引線(xian)(xian)開路失效。
試驗要求在鍵(jian)合線(xian)中部對(dui)鍵(jian)合線(xian)施加垂直微電路(lu);芯(xin)片方向(xiang)指向(xiang)芯(xin)片反方向(xiang)的力(li),施力(li)要從(cong)零開始(shi)緩慢增(zeng)(zeng)加,避免(mian)沖擊力(li)。若設定一(yi)個力(li),當(dang)施力(li)增(zeng)(zeng)加到該力(li)時停止餡力(li),且此力(li)應不(bu)大于最小鍵(jian)合力(li)規(gui)定值的80%,則試驗稱(cheng)為非破壞(huai)性鍵(jian)合強度(du)試驗。
若試(shi)(shi)(shi)驗時施力增(zeng)加到鍵合(he)(he)(he)斷裂時停止(zhi),稱破壞性(xing)健合(he)(he)(he)強度(du)試(shi)(shi)(shi)驗。健合(he)(he)(he)強度(du)試(shi)(shi)(shi)驗目的(de)是(shi)對(dui)微(wei)電路鍵合(he)(he)(he)性(xing)能(neng)作(zuo)批次(ci)性(xing)評價,所以要(yao)有足夠(gou)多的(de)試(shi)(shi)(shi)驗樣(yang)品.非(fei)破壞性(xing)鍵合(he)(he)(he)強度(du)試(shi)(shi)(shi)驗有時作(zuo)為篩選試(shi)(shi)(shi)驗項(xiang)目。
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芯片附著強度試驗
該試(shi)驗目的(de)是(shi)考核芯片與(yu)(yu)管殼或基片結(jie)合(he)的(de)機械強(qiang)度。芯片附著強(qiang)度試(shi)驗有兩個(ge),即(ji)芯片與(yu)(yu)基片/底(di)座(zuo)附著強(qiang)度試(shi)驗和(he)剪切力(li)試(shi)驗.前者(zhe)是(shi)考核芯片承(cheng)受垂(chui)直芯片脫寓基片/底(di)座(zuo)方向受力(li)的(de)能力(li)。后(hou)者(zhe)是(shi)考核芯片承(cheng)受平(ping)行芯片與(yu)(yu)基片/底(di)座(zuo)結(jie)合(he)面方向受力(li)的(de)能力(li)。
試驗(yan)要求嚴格控制(zhi)施加力(li)的方向,且避免沖擊力(li)。該試驗(yan)的判據力(li)與(yu)(yu)芯片面(mian)積(ji)成(cheng)正比(bi)(bi),且與(yu)(yu)脫落后界面(mian)附(fu)著(zhu)痕跡面(mian)積(ji)與(yu)(yu)芯片面(mian)積(ji)的比(bi)(bi)值有關.附(fu)著(zhu)痕跡面(mian)積(ji)小,意味著(zhu)結合性能差,判據力(li)要加嚴。
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粒子碰撞噪聲檢測試驗
粒子碰撞噪聲檢測(ce)試驗(yan)(PIND:Particle Impact Noise Detection)的目的是(shi)檢驗(yan)微電路空(kong)腔封裝腔體內是(shi)否(fou)存在可(ke)動多余物。
可動(dong)導電(dian)多(duo)余物(wu)町能導致微(wei)電(dian)路內部短路失效。試驗原理是(shi)對微(wei)電(dian)路施加(jia)適(shi)當(dang)的機械沖(chong)擊應(ying)力(li)使(shi)(shi)沾附微(wei)電(dian)路腔體內的多(duo)余物(wu)成為可動(dong)多(duo)余物(wu)。再同時施加(jia)振(zhen)動(dong)應(ying)力(li),使(shi)(shi)可動(dong)多(duo)余物(wu)產生振(zhen)動(dong),振(zhen)動(dong)的多(duo)余物(wu)與腔體壁撞擊產生噪聲(sheng)。
通過換(huan)能器檢測噪聲。試驗要求將(jiang)微電路最(zui)大(da)的扁(bian)平面(mian)借(jie)助(zhu)于粘附劑安(an)裝在換(huan)能器上,先(xian)施(shi)以峰(feng)值加速度為(9 800+-1 960)m/s2延續時(shi)間(jian)不大(da)于100μs沖(chong)擊脈沖(chong)。
然(ran)后再(zai)施(shi)(shi)以頻串為40Hz一250Hz,峰值(zhi)加(jia)速度(du)為196m/s2振動,隨后再(zai)使沖(chong)擊(ji)應(ying)力與振動應(ying)力同時施(shi)(shi)加(jia)和單獨施(shi)(shi)加(jia)振動應(ying)力,交替(ti)進行一定次(ci)數,若檢(jian)測出噪(zao)聲,則(ze)表示微電路腔體內有可動多余物(wu)。
有(you)的(de)(de)微電路內引線(xian)較長。長引線(xian)的(de)(de)顫動也可能檢測出噪聲,改變(bian)振動頻率,噪聲有(you)變(bian)化時其噪聲往往是由長引線(xian)的(de)(de)顫動產生的(de)(de)。所(suo)用粘附劑應對其傳送的(de)(de)機(ji)械能量有(you)較小的(de)(de)衰減系數.沖擊脈沖的(de)(de)峰值加速度(du)、延續時間和次數應嚴格控制,否則試(shi)驗可能是破壞性的(de)(de)。
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靜電放電敏感度試驗
靜電(dian)放電(dian)敏感(gan)度(du)試驗可以給出微(wei)電(dian)路承(cheng)受(shou)靜電(dian)放電(dian)的能力。它(ta)是(shi)破壞性試驗。
試驗方法是模擬人(ren)體、設(she)備或(huo)器件放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)的電(dian)(dian)(dian)(dian)流波(bo)形,按規定(ding)的組合及順序(xu)對(dui)微(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)路的各(ge)引出(chu)端放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)。尋找出(chu)傲(ao)電(dian)(dian)(dian)(dian)路產生損傷的閥值靜(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓。以(yi)微(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)路敏(min)感電(dian)(dian)(dian)(dian)參數的變化量超過規定(ding)值的最小靜(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓,作(zuo)為微(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)路抗靜(jing)(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)的能力(li)的表征(zheng)值。