電子產品可靠性測試包括哪些?
一般來說為(wei)了評價分析電子產(chan)品(pin)可(ke)靠性(xing)而(er)進行的試驗稱為(wei)可(ke)靠性(xing)試驗,是(shi)為(wei)預測從產(chan)品(pin)出廠到其使用(yong)壽命結束期(qi)間的質量情況,選(xuan)定(ding)與市(shi)場環(huan)境相(xiang)似度(du)較高的環(huan)境應(ying)(ying)力后,設定(ding)環(huan)境應(ying)(ying)力程度(du)與施加的時間,主要目的是(shi)盡可(ke)能在短時間內,正(zheng)確評估產(chan)品(pin)可(ke)靠性(xing)。
產(chan)品設計成(cheng)型后,必(bi)須(xu)對(dui)產(chan)品進行可靠(kao)(kao)性(xing)試驗(yan)(yan),產(chan)品可靠(kao)(kao)性(xing)試驗(yan)(yan)是激發潛在失(shi)效模(mo)式,提出改(gai)進措施,確定(ding)項目或(huo)系統是否(fou)滿足預先制定(ding)的(de)可靠(kao)(kao)性(xing)要求的(de)必(bi)須(xu)步驟。可靠(kao)(kao)性(xing)試驗(yan)(yan)的(de)基本原理如圖。
可(ke)靠(kao)性(xing)試(shi)驗(yan)是(shi)為了確定(ding)已(yi)通過(guo)可(ke)靠(kao)性(xing)鑒(jian)定(ding)試(shi)驗(yan)而(er)轉入批量生產的(de)(de)產品(pin)在規定(ding)的(de)(de)條件(jian)下是(shi)否達到規定(ding)可(ke)靠(kao)性(xing)要求,驗(yan)證產品(pin)的(de)(de)可(ke)靠(kao)性(xing)是(shi)否隨批量生產期間工(gong)藝,工(gong)裝,工(gong)作流程,零部件(jian)質量等因(yin)素的(de)(de)變化而(er)降低。只有經(jing)過(guo)這些,產品(pin)性(xing)能才是(shi)可(ke)以(yi)信任(ren)的(de)(de),產品(pin)的(de)(de)質量才是(shi)過(guo)硬的(de)(de)。
電子產品可靠性試驗目的通常有如下幾方面:
1、在研(yan)制階段用以(yi)暴露試制產(chan)品(pin)各方面的缺(que)陷(xian),評(ping)價(jia)產(chan)品(pin)可(ke)靠性達(da)到預定指標的情(qing)況;
2、生產階(jie)段為(wei)監控(kong)生產過程提供信(xin)息;
3、對定型產品進行可靠性(xing)鑒定或驗收;
4、暴露和分析產品在不同環境和應(ying)力條件(jian)下的(de)失效(xiao)規(gui)律(lv)及有關(guan)的(de)失效(xiao)模式和失效(xiao)機理;
5、為改進產(chan)品(pin)可(ke)靠(kao)性,制定和(he)改進可(ke)靠(kao)性試驗方案,為用戶(hu)選用產(chan)品(pin)提供依(yi)據。
電子產品可靠性試驗的方法及分類
一、如以環境條(tiao)(tiao)件來劃分(fen),可(ke)分(fen)為(wei)包括各種(zhong)應力(li)條(tiao)(tiao)件下的模擬試驗和現(xian)場試驗;
二(er)、以試(shi)驗項目劃分,可分為環境試(shi)驗、壽(shou)命試(shi)驗、加速試(shi)驗和各種特殊試(shi)驗;
三(san)、若(ruo)按試驗(yan)目的來劃分(fen),則可分(fen)為篩選試驗(yan)、鑒定(ding)試驗(yan)和(he)驗(yan)收試驗(yan);
四(si)、若按試驗性質來劃分(fen),也可分(fen)為破壞性試驗和非(fei)破壞性試驗兩大類。
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(yan)B.壽命試(shi)驗(yan)C.篩選(xuan)試(shi)驗(yan)D.現場(chang)使(shi)用試(shi)驗(yan)E.鑒定試(shi)驗(yan)
(一)、氣候環境(jing)試驗
部(bu)分可(ke)靠(kao)性專(zhuan)著把(ba)樣品置于自然或人(ren)工模(mo)擬的(de)儲存、運輸和工作環境中(zhong)的(de)試(shi)驗統稱為(wei)環境試(shi)驗,是(shi)考核產品在(zai)各種(zhong)(zhong)環境(振(zhen)動、沖擊(ji)、離心、溫度、熱沖擊(ji)、潮熱、鹽霧、低氣(qi)壓等(deng))條(tiao)件下的(de)適應能力,是(shi)評價產品可(ke)靠(kao)性的(de)重(zhong)要(yao)試(shi)驗方法之一(yi)(yi)。一(yi)(yi)般(ban)主要(yao)有以下幾(ji)種(zhong)(zhong):
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1、穩定性烘培,即高溫存儲試驗
試(shi)驗目的:考核在不(bu)施加電應力的情況下,高溫(wen)存儲對產(chan)品(pin)的影響。有嚴(yan)重缺陷的產(chan)品(pin)處于非(fei)平衡(heng)(heng)態(tai),是一種不(bu)穩定態(tai),由非(fei)平衡(heng)(heng)態(tai)向平衡(heng)(heng)態(tai)的過(guo)渡(du)過(guo)程既是誘發有嚴(yan)重缺陷產(chan)品(pin)失效的過(guo)程,也是促使產(chan)品(pin)從非(fei)穩定態(tai)向穩定態(tai)的過(guo)渡(du)過(guo)程。
這種過渡一般情(qing)況下是物(wu)理化學(xue)變化,其速(su)率遵(zun)循阿倫(lun)尼烏斯公式(shi),隨溫(wen)度成指數(shu)增加.高溫(wen)應力的目的是為(wei)了(le)縮短(duan)這種變化的時間(jian).所以(yi)(yi)該實驗又可以(yi)(yi)視為(wei)一項穩(wen)定(ding)產品性能的工藝(yi)。
試(shi)(shi)(shi)驗條(tiao)件:一(yi)(yi)般選定(ding)一(yi)(yi)恒定(ding)的溫(wen)(wen)(wen)度應力(li)和保持時(shi)間(jian)。微電路溫(wen)(wen)(wen)度應力(li)范圍為(wei)75℃至400℃,試(shi)(shi)(shi)驗時(shi)間(jian)為(wei)24h以上(shang)。試(shi)(shi)(shi)驗前(qian)后被(bei)試(shi)(shi)(shi)樣品(pin)要在標準(zhun)試(shi)(shi)(shi)驗環(huan)境中,既(ji)溫(wen)(wen)(wen)度為(wei)25土(tu)10℃、氣壓(ya)為(wei)86kPa~100kPa的環(huan)境中放置一(yi)(yi)定(ding)時(shi)間(jian)。多數的情況下(xia),要求試(shi)(shi)(shi)驗后在規定(ding)的時(shi)間(jian)內完成終點(dian)測試(shi)(shi)(shi)。
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2、溫度循環試驗
試驗目的(de):考(kao)核產品(pin)承受(shou)(shou)一定溫(wen)度變(bian)化(hua)速(su)率的(de)能(neng)(neng)力及(ji)對極(ji)端高(gao)溫(wen)和極(ji)端低溫(wen)環(huan)境的(de)承受(shou)(shou)能(neng)(neng)力.是(shi)針對產品(pin)熱(re)機(ji)械性能(neng)(neng)設置的(de)。當構成產品(pin)各部(bu)件的(de)材(cai)料熱(re)匹(pi)配較差,或部(bu)件內應力較大時,溫(wen)度循環(huan)試驗可引(yin)發產品(pin)由機(ji)械結構缺(que)陷(xian)劣化(hua)產生(sheng)的(de)失效。如漏氣、內引(yin)線斷裂(lie)、芯(xin)片裂(lie)紋等。
驗(yan)條(tiao)件:在(zai)氣(qi)體環(huan)境下進行(xing)。主(zhu)要(yao)是控制產(chan)品處于高(gao)(gao)溫(wen)(wen)和低(di)(di)溫(wen)(wen)時的溫(wen)(wen)度和時間及高(gao)(gao)低(di)(di)溫(wen)(wen)狀態轉換的速(su)率。試驗(yan)箱內氣(qi)體的流(liu)通情況(kuang)、溫(wen)(wen)度傳感器的位置(zhi)、夾具的熱容量都是保(bao)證(zheng)試驗(yan)條(tiao)件的重要(yao)因素。
其控制(zhi)原(yuan)則(ze)是試驗所要(yao)求(qiu)的溫(wen)度、時間(jian)和轉換(huan)速率都(dou)是指被試產品,不(bu)是試驗的局(ju)部環境。微電路的轉換(huan)時間(jian)要(yao)求(qiu)不(bu)大(da)于(yu)1min在高(gao)溫(wen)或低溫(wen)狀(zhuang)態下(xia)的保持(chi)時間(jian)要(yao)求(qiu)不(bu)小于(yu)10min;低溫(wen)為-55℃或-65-10℃,高(gao)溫(wen)從85+10℃到(dao)300+10℃不(bu)等(deng)。
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3、熱沖擊試驗
試(shi)(shi)(shi)驗(yan)目(mu)的(de)(de)(de):考核產(chan)(chan)品承受(shou)溫度劇烈變(bian)化,即承受(shou)大溫度變(bian)化速率(lv)的(de)(de)(de)能力。試(shi)(shi)(shi)驗(yan)可引發產(chan)(chan)品由機械結構(gou)缺陷劣化產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)失效.熱沖(chong)擊(ji)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)與溫度循環(huan)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)基本一(yi)致,但熱沖(chong)擊(ji)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)條件比溫度循環(huan)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)要嚴(yan)酷得多。
試(shi)(shi)(shi)驗條件(jian):被試(shi)(shi)(shi)樣(yang)品是置(zhi)于(yu)液(ye)體中。主要是控制樣(yang)品處于(yu)高溫(wen)(wen)(wen)和低(di)溫(wen)(wen)(wen)狀態的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)和時間及高低(di)溫(wen)(wen)(wen)狀態轉換的(de)(de)速率。試(shi)(shi)(shi)驗箱內液(ye)體的(de)(de)流通情況、溫(wen)(wen)(wen)度(du)傳感器的(de)(de)位置(zhi)、夾(jia)具的(de)(de)熱容量都是保證試(shi)(shi)(shi)驗條件(jian)的(de)(de)重要因素。
其控制原(yuan)則與溫(wen)度(du)循(xun)環(huan)試(shi)驗(yan)一樣(yang)(yang),試(shi)驗(yan)所要(yao)求的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)、時(shi)間(jian)和(he)轉(zhuan)換(huan)速率都是指(zhi)被試(shi)樣(yang)(yang)品,不是試(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)局部環(huan)境。微電路的(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)時(shi)間(jian)要(yao)求不大于lo,:轉(zhuan)換(huan)時(shi)被試(shi)樣(yang)(yang)品要(yao)在(zai)5 min內達到規定的(de)(de)(de)溫(wen)度(du);在(zai)高溫(wen)或低溫(wen)狀(zhuang)態下的(de)(de)(de)停留時(shi)間(jian)要(yao)求不小于2 min;高低溫(wen)條件分(fen)為三(san)檔(dang)(dang),A檔(dang)(dang)為0+2-10℃~100+10-2℃,B檔(dang)(dang)為一55”llc~125+10℃,c檔(dang)(dang)為-655,0℃一150+10℃.A檔(dang)(dang)一般用水作載(zai)體(ti),B檔(dang)(dang)和(he)C檔(dang)(dang)用過碳氟(fu)化合物(wu)作載(zai)體(ti)。作載(zai)體(ti)的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)不得含有氯和(he)氫等腐蝕(shi)性物(wu)質(zhi)或強氧化劑物(wu)質(zhi)。
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4、低氣壓試驗
試驗目的(de):考核產(chan)(chan)品(pin)(pin)對低(di)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)(ya)工(gong)作(zuo)環境(如高空工(gong)作(zuo)環境)的(de)適應能力。當氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)(ya)減(jian)小時空氣(qi)(qi)或絕緣材料的(de)絕緣強(qiang)度會(hui)減(jian)弱;易產(chan)(chan)生電暈放電、介質損耗增加、電離;氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)(ya)減(jian)小使(shi)散(san)熱條(tiao)件(jian)變差,會(hui)使(shi)元(yuan)器(qi)件(jian)溫度上升。這些因(yin)素都(dou)會(hui)使(shi)被(bei)試樣品(pin)(pin)在低(di)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)(ya)條(tiao)件(jian)下(xia)喪失規(gui)定的(de)功能,有時會(hui)產(chan)(chan)生永久性損傷。
試(shi)驗條件(jian):被試(shi)樣(yang)品(pin)(pin)置(zhi)于密封室內(nei)(nei),加規(gui)定(ding)的的電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya),從密封室降(jiang)低氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)前20min直至(zhi)試(shi)驗結束的一段時間(jian)內(nei)(nei),要求(qiu)樣(yang)品(pin)(pin)溫度(du)保(bao)持在25+-1.0℃的范圍(wei)。密封室從常壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)降(jiang)低到(dao)規(gui)定(ding)的氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)再恢復到(dao)常壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya),并(bing)監(jian)視(shi)這‘過(guo)程中被試(shi)樣(yang)品(pin)(pin)能否正常工作,微(wei)(wei)電(dian)路被試(shi)樣(yang)品(pin)(pin)所施(shi)加電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)的頻(pin)率(lv)在直流(liu)到(dao)20MHz的范圍(wei)內(nei)(nei),電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)引出端出現電(dian)暈放(fang)電(dian)被視(shi)為失效。試(shi)驗的低氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)值(zhi)是與海拔(ba)高(gao)度(du)相(xiang)對(dui)應(ying)(ying)的,并(bing)分若(ruo)干檔.如微(wei)(wei)電(dian)路低氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)試(shi)驗的A檔氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)值(zhi)是58kPa,對(dui)應(ying)(ying)高(gao)度(du)是4572m,E檔氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)值(zhi)是1.1kPa,對(dui)應(ying)(ying)高(gao)度(du)是30480m等等。
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5、耐濕試驗
試驗(yan)目的(de)(de):以施加(jia)加(jia)速應力的(de)(de)方法評定微電(dian)路(lu)(lu)(lu)在潮濕(shi)和(he)炎(yan)熱條件下(xia)抗衰變的(de)(de)能(neng)力,是針(zhen)對典型的(de)(de)熱帶氣候環境設計的(de)(de)。微電(dian)路(lu)(lu)(lu)在潮濕(shi)和(he)炎(yan)熱條件下(xia)衰變的(de)(de)主要機理(li)是由化(hua)學過(guo)程產生(sheng)的(de)(de)腐蝕和(he)由水汽的(de)(de)浸入(ru)、凝(ning)露、結冰(bing)引(yin)起微裂縫(feng)增大的(de)(de)物理(li)過(guo)程。試驗(yan)也(ye)考(kao)核(he)在潮濕(shi)和(he)炎(yan)熱條件下(xia)構(gou)成微電(dian)路(lu)(lu)(lu)材料發生(sheng)或加(jia)劇電(dian)解的(de)(de)可能(neng)性,電(dian)解會使絕(jue)緣(yuan)材料電(dian)阻宰發生(sheng)變化(hua),使抗介質擊(ji)穿的(de)(de)能(neng)力變弱。
試(shi)驗條(tiao)件:潮(chao)熱(re)(re)試(shi)驗有兩(liang)種,即(ji)文變(bian)潮(chao)熱(re)(re)試(shi)驗和恒定潮(chao)熱(re)(re)試(shi)驗。交受(shou)潮(chao)熱(re)(re)試(shi)驗要求被試(shi)樣(yang)(yang)品(pin)在相(xiang)對(dui)濕(shi)度(du)(du)為90%~100%的(de)(de)(de)范(fan)圍(wei)內,用一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)時間(‘般2.5h)使(shi)溫度(du)(du)從(cong)25℃上升到65℃,井保持(chi)3h以上;然后再(zai)在相(xiang)對(dui)濕(shi)度(du)(du)為80%一(yi)(yi)100%的(de)(de)(de)范(fan)圍(wei)內,用一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)時間(—般2.5 h)使(shi)溫度(du)(du)從(cong)6s℃下降到25℃,再(zai)進行一(yi)(yi)次(ci)這(zhe)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)循環后再(zai)在任意濕(shi)度(du)(du)的(de)(de)(de)情況下將(jiang)溫度(du)(du)下降到一(yi)(yi)10 c,并保持(chi)3h以上‘再(zai)恢復(fu)到溫度(du)(du)為25℃,相(xiang)對(dui)濕(shi)度(du)(du)等于或大于80%的(de)(de)(de)狀(zhuang)態。這(zhe)就完成(cheng)了一(yi)(yi)次(ci)文變(bian)潮(chao)熱(re)(re)的(de)(de)(de)大循環,大約需要24h。
一(yi)般(ban)一(yi)次(ci)耐濕試(shi)驗,上述交變(bian)潮熱的大循環要進行10次(ci).試(shi)驗時被(bei)試(shi)樣(yang)品要施加(jia)—定的電(dian)壓。試(shi)驗箱內每分鐘的換(huan)氣量(liang)要求大于(yu)試(shi)驗箱容積的5倍(bei)。被(bei)試(shi)樣(yang)品應(ying)該是經受過非破壞(huai)性引線牢固性試(shi)驗的樣(yang)品。
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6、鹽霧試驗
試驗(yan)目的(de)(de):以加(jia)速的(de)(de)方法評(ping)定元(yuan)(yuan)器件(jian)外露(lu)部(bu)分在鹽霧(wu)、潮(chao)濕(shi)和(he)炎熱條件(jian)下抗腐蝕的(de)(de)能力(li),是針對熱帶海邊或海上氣候(hou)環境設計(ji)的(de)(de).表面(mian)結構狀態差的(de)(de)元(yuan)(yuan)器件(jian)在鹽霧(wu)、湘濕(shi)和(he)炎熱條件(jian)下外露(lu)部(bu)分會產(chan)生腐蝕。
試驗(yan)條件(jian):鹽(yan)霧試驗(yan)要求被試樣品上不同方位的(de)外露部分都要在溫(wen)度、濕(shi)度及接收的(de)鹽(yan)淀積速率等方面(mian)處于相同的(de)規定條件(jian)。這一要求是通(tong)過(guo)樣品在試驗(yan)箱(xiang)內放置(zhi)的(de)相互(hu)間的(de)最小(xiao)距離和樣品的(de)放置(zhi)角度來滿足的(de)。
試驗溫度(du)一般要求為(35+-3)'C、在(zai)24h內鹽淀積(ji)速率為2X104mg/m2~5X104mg/m2。鹽淀積(ji)速率和濕度(du)是通過產生鹽霧的(de)(de)鹽溶液的(de)(de)溫度(du)、濃度(du)及(ji)流(liu)經它的(de)(de)氣(qi)(qi)流(liu)決(jue)定的(de)(de),氣(qi)(qi)流(liu)中氧氣(qi)(qi)和氮氣(qi)(qi)比份要與空氣(qi)(qi)相同。試驗時間一般分為24h、48h、96h和240h 4檔(dang)。
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7、輻照試驗
試驗目的:考(kao)核微(wei)電路在高能粒(li)子輻照環(huan)境下的工作能力。高能粒(li)子進入微(wei)電路會使微(wei)觀結構(gou)發生(sheng)(sheng)(sheng)變化產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)缺陷或(huo)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)附加電荷或(huo)電流(liu)。從而導致微(wei)電路參數退化、發生(sheng)(sheng)(sheng)鎖定、電路翻轉或(huo)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)浪涌電流(liu)引(yin)起燒毀失效。輻照超過某一界限會使微(wei)電路產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)永久性損傷。
試(shi)(shi)驗(yan)(yan)條件(jian):微(wei)電(dian)路的輻(fu)(fu)照試(shi)(shi)驗(yan)(yan)主要(yao)有中(zhong)子輻(fu)(fu)照和γ射線輻(fu)(fu)照兩大類。又分總劑量輻(fu)(fu)照試(shi)(shi)驗(yan)(yan)和劑量率輻(fu)(fu)照試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。劑量率輻(fu)(fu)照試(shi)(shi)驗(yan)(yan)都是以脈沖的形式對(dui)披試(shi)(shi)微(wei)電(dian)路進行輻(fu)(fu)照的。
在試驗(yan)中(zhong)要依(yi)據不同的微電路(lu)和不同的試驗(yan)目(mu)的嚴格(ge)控制輻照(zhao)的劑(ji)量(liang)串(chuan)和總劑(ji)量(liang)。否則會由于輻照(zhao)超(chao)過界(jie)限而損(sun)壞樣品(pin)或(huo)得(de)不到要尋求的閩值。輻照(zhao)試驗(yan)要有防止人體損(sun)傷的安全措施。
(二(er))、壽命(ming)試驗
是研究產品(pin)壽命(ming)特(te)(te)征(zheng)的方法,這種(zhong)方法可(ke)(ke)在(zai)實驗(yan)(yan)室(shi)模(mo)擬(ni)各種(zhong)使用條件來進行。壽命(ming)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)是可(ke)(ke)靠性試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)中最(zui)重要最(zui)基(ji)本的項目之(zhi)一,它(ta)是將(jiang)產品(pin)放在(zai)特(te)(te)定的試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)條件下考察其失效(損壞)隨時間變化規律。
通過壽(shou)命(ming)(ming)試驗,可(ke)以了解產(chan)品(pin)的(de)壽(shou)命(ming)(ming)特征、失效(xiao)規(gui)律、失效(xiao)率、平均(jun)壽(shou)命(ming)(ming)以及在壽(shou)命(ming)(ming)試驗過程中可(ke)能(neng)出現的(de)各種失效(xiao)模式。如結合失效(xiao)分(fen)析,可(ke)進(jin)一步弄(nong)清導致產(chan)品(pin)失效(xiao)的(de)主要失效(xiao)機理,作為可(ke)靠(kao)(kao)性設計、可(ke)靠(kao)(kao)性預測(ce)、改(gai)進(jin)新產(chan)品(pin)質量(liang)和確定合理的(de)篩(shai)選、例(li)行(xing)(批量(liang)保證)試驗條件等的(de)依據。
如果為了(le)縮短試驗時間可(ke)(ke)在不改變(bian)失效機理的條(tiao)件(jian)下(xia)用加大應力的方法進行試驗,這就是加速壽(shou)命試驗。通過(guo)壽(shou)命試驗可(ke)(ke)以對(dui)產(chan)品(pin)的可(ke)(ke)靠性(xing)水(shui)(shui)平(ping)進行評價,并(bing)通過(guo)質(zhi)量反饋來提高(gao)新產(chan)品(pin)可(ke)(ke)靠性(xing)水(shui)(shui)平(ping)。
壽命試(shi)驗目的:考核(he)產(chan)品(pin)在規(gui)定的條(tiao)件下,在全過(guo)程(cheng)工作時間內的質量和(he)可靠(kao)性(xing)。為了使試(shi)驗結果有較好代(dai)表性(xing),參試(shi)的樣品(pin)要有足夠的數量。
試驗條件:微電(dian)路的壽命試驗分穩態壽命試驗、間歇壽命試驗和模擬(ni)壽命試驗。
穩態(tai)壽(shou)命試(shi)(shi)(shi)驗(yan)是微電(dian)(dian)路必須進行的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)驗(yan),試(shi)(shi)(shi)驗(yan)時要(yao)求被試(shi)(shi)(shi)樣(yang)品要(yao)施加(jia)適當的(de)(de)電(dian)(dian)源(yuan),使其處于(yu)正(zheng)常的(de)(de)工作狀態(tai)。國家軍用標準的(de)(de)穩態(tai)壽(shou)命試(shi)(shi)(shi)驗(yan)環境溫(wen)度(du)為125℃,時間(jian)為l 000h。加(jia)速試(shi)(shi)(shi)驗(yan)可以(yi)提(ti)高溫(wen)度(du),縮短(duan)時間(jian)。
功率(lv)型(xing)微(wei)(wei)電(dian)路管殼的溫度(du)一(yi)(yi)般大于環(huan)境溫度(du),試(shi)驗時保持環(huan)境溫度(du)可以低(di)于125℃.微(wei)(wei)電(dian)路穩(wen)態壽(shou)命試(shi)驗的環(huan)境溫度(du)或管殼的溫度(du)要以微(wei)(wei)電(dian)路結溫等于額定結溫為(wei)基點<一(yi)(yi)般在175℃一(yi)(yi)200℃之間)進(jin)行調整。
間歇(xie)壽(shou)命試驗(yan)要求以一定的頻率對(dui)被試微電路切斷或突然施(shi)加偏壓和信(xin)號,其它試驗(yan)條件與穩(wen)態壽(shou)命試驗(yan)相同。
模擬(ni)壽(shou)命試驗(yan)(yan)(yan)(yan)是(shi)一種模擬(ni)徽(hui)電路(lu)應(ying)用環境的組合試驗(yan)(yan)(yan)(yan)。它的組合應(ying)力有機(ji)械、濕度(du)和(he)低氣壓(ya)四(si)應(ying)力試驗(yan)(yan)(yan)(yan):機(ji)械、溫度(du)、濕度(du)和(he)電四(si)應(ying)力試驗(yan)(yan)(yan)(yan)等。
(三)、篩(shai)選試驗
篩選試驗是一種(zhong)對(dui)產品(pin)進行(xing)全數檢驗的非破壞性試驗
其(qi)目的(de)(de)是為選擇具有一定特性的(de)(de)產品(pin)或(huo)剔早(zao)期失效(xiao)的(de)(de)產品(pin),以(yi)提高產品(pin)的(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)可(ke)靠(kao)性。產品(pin)在制造過程(cheng)中,由于材料的(de)(de)缺陷(xian),或(huo)由于工藝失控,使(shi)(shi)部分產品(pin)出(chu)現所謂早(zao)期缺陷(xian)或(huo)故障,這些缺陷(xian)或(huo)故障若(ruo)能及早(zao)剔除(chu),就可(ke)以(yi)保證在實際使(shi)(shi)用(yong)時產品(pin)的(de)(de)可(ke)靠(kao)性水平(ping)。
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可靠性篩選試驗的特點是:
1、這(zhe)種試(shi)驗(yan)(yan)不是(shi)抽樣的,而是(shi)100%試(shi)驗(yan)(yan);
2、 該試驗可(ke)(ke)以(yi)提(ti)高(gao)合(he)格品的(de)總的(de)可(ke)(ke)靠性水平,但不能(neng)提(ti)高(gao)產品的(de)固有可(ke)(ke)靠性,即(ji)不能(neng)提(ti)高(gao)每個產品的(de)壽(shou)命;
3、不能簡單地以篩選淘(tao)汰率(lv)的(de)高(gao)低(di)來評價篩選效果。淘(tao)汰率(lv)高(gao),有(you)可(ke)能是產(chan)品(pin)本身的(de)設計(ji)、元件、工藝等方面存在嚴重(zhong)缺陷,但也有(you)可(ke)能是篩選應力強度太高(gao)。
淘汰率低,有可(ke)能產品(pin)缺(que)陷少,但也可(ke)能是(shi)篩(shai)(shai)(shai)選(xuan)應力的強度和試驗(yan)時(shi)間不足造成的。通常以篩(shai)(shai)(shai)選(xuan)淘汰率Q和篩(shai)(shai)(shai)選(xuan)效果β值(zhi)來評價篩(shai)(shai)(shai)選(xuan)方法的優(you)劣:合理的篩(shai)(shai)(shai)選(xuan)方法應該是(shi)β值(zhi)較(jiao)大,而Q值(zhi)適中。
(四)、現場使用(yong)試驗
上(shang)述各(ge)種試驗(yan)都(dou)是通過模擬現場(chang)條件來進行(xing)的。模擬試驗(yan)由于受設備(bei)條件的限(xian)制,往(wang)往(wang)只能對產品施(shi)加單一應力,有時也(ye)可以施(shi)加雙(shuang)應力,這與實(shi)際(ji)使用環境條件有很(hen)大差(cha)異,因而(er)未(wei)能如實(shi)地、全面地暴露產品的質量情況。
現(xian)場(chang)(chang)使用試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)則(ze)不(bu)同,因為(wei)它是在使用現(xian)場(chang)(chang)進行,故最(zui)能真(zhen)實地反映產品的(de)可(ke)靠性(xing)問題,所獲得的(de)數據(ju)對于產品的(de)可(ke)靠性(xing)預測(ce)、設計和保證(zheng)有很高價值。對制定(ding)可(ke)靠性(xing)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)計劃、驗(yan)(yan)證(zheng)可(ke)靠性(xing)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法和評價試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)精確性(xing),現(xian)場(chang)(chang)使用試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)的(de)作用則(ze)更大。
(五)、鑒(jian)定試驗
鑒定試(shi)驗(yan)(yan)是對產品的(de)可靠性水平(ping)進行評價時而(er)做的(de)試(shi)驗(yan)(yan)。它是根據(ju)抽樣(yang)理論制(zhi)定出來(lai)的(de)抽樣(yang)方案(an)。在(zai)保證生產者不(bu)致使質量符合標準(zhun)的(de)產品被拒收的(de)條件下進行鑒定試(shi)驗(yan)(yan)。
可靠(kao)性(xing)(xing)鑒定(ding)試驗分(fen)兩類:一類為產品可靠(kao)性(xing)(xing)鑒定(ding)試驗,一類為工(gong)藝(yi)(含材料)的(de)可靠(kao)性(xing)(xing)鑒定(ding)試驗。
產品(pin)可靠(kao)性(xing)鑒(jian)定(ding)(ding)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)一般是(shi)在(zai)新產品(pin)設(she)計定(ding)(ding)型和生產定(ding)(ding)型時進行。目的(de)是(shi)考(kao)核(he)產品(pin)的(de)指標是(shi)否全面達(da)到了(le)設(she)計要求(qiu)(qiu),考(kao)核(he)產品(pin)是(shi)否達(da)到了(le)預定(ding)(ding)的(de)可靠(kao)性(xing)要求(qiu)(qiu)。試(shi)(shi)驗(yan)(yan)的(de)內容一般與質量(liang)一致(zhi)性(xing)檢驗(yan)(yan)一致(zhi),既A、B、c、D四組試(shi)(shi)驗(yan)(yan)都做,有抗輻射強度規(gui)定(ding)(ding)產品(pin)也做要E組試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。當產品(pin)的(de)設(she)計、結構(gou)、材(cai)料或工藝有重(zhong)大改(gai)變時也要做可靠(kao)性(xing)鑒(jian)定(ding)(ding)試(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(pin)可靠性試驗介紹
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恒定加速度試驗
該試驗目的是考核傲(ao)電(dian)(dian)路(lu)承受恒定加速(su)度的能(neng)力。它可以暴露由微電(dian)(dian)路(lu)結構強度低(di)和機械缺陷(xian)引起的失效(xiao)。如芯(xin)片脫落、內引線開(kai)路(lu)、管殼變形、漏氣等。
試驗條件(jian):在微(wei)電路(lu)芯片脫(tuo)出方(fang)向(xiang)、壓緊方(fang)向(xiang)和(he)與該方(fang)向(xiang)垂直的(de)方(fang)向(xiang)施(shi)加(jia)大于1 mm的(de)恒(heng)定(ding)加(jia)速(su)(su)度,加(jia)速(su)(su)度取(qu)值范(fan)圍一般取(qu)為49 000m/s:-1 225 000m/sV5 000~125 000z)之間。試驗時微(wei)電路(lu)的(de)殼體應剛(gang)性(xing)固定(ding)在恒(heng)定(ding)加(jia)速(su)(su)器上(shang)。
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機械沖擊試驗
該(gai)試驗目的(de)是(shi)考(kao)核(he)(he)微(wei)電(dian)路承受機械沖擊的(de)能(neng)(neng)力(li)。即考(kao)核(he)(he)微(wei)電(dian)路承受突(tu)(tu)然受力(li)的(de)能(neng)(neng)力(li)。在裝(zhuang)卸、運(yun)輸(shu)、現場(chang)工作過程中(zhong)會使微(wei)電(dian)路突(tu)(tu)然受力(li)。如(ru)跌落、碰撞時(shi)微(wei)電(dian)路會受到突(tu)(tu)發的(de)機械應力(li).這些應力(li)可能(neng)(neng)引(yin)起微(wei)電(dian)路的(de)芯片脫落、內引(yin)線開路、管殼變形、漏氣等(deng)失效。
試(shi)驗(yan)條件:試(shi)驗(yan)時微(wei)電路的(de)(de)殼體應剛性固定在試(shi)驗(yan)臺基上,外引線要(yao)施(shi)加(jia)(jia)(jia)保護。對微(wei)電路的(de)(de)芯片(pian)脫出方(fang)(fang)向(xiang)、壓緊方(fang)(fang)向(xiang)和與該(gai)方(fang)(fang)向(xiang)垂直的(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)各施(shi)加(jia)(jia)(jia)五次半正弦波的(de)(de)機械沖(chong)(chong)擊脈(mo)沖(chong)(chong)。沖(chong)(chong)擊脈(mo)沖(chong)(chong)的(de)(de)峰(feng)值加(jia)(jia)(jia)速度取(qu)(qu)值范圍(wei)—般取(qu)(qu)為(wei)4900m/s2~294 000m/s2(500g~30 000g)脈(mo)沖(chong)(chong)持續(xu)時間為(wei)0.1ms—1.0ms,允許失真不大于峰(feng)值加(jia)(jia)(jia)速度的(de)(de)20%。
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機械振動試驗
振(zhen)(zhen)動試(shi)(shi)驗主要有(you)四種,即掃(sao)頻振(zhen)(zhen)動試(shi)(shi)驗、振(zhen)(zhen)動疲勞試(shi)(shi)驗。振(zhen)(zhen)動噪(zao)聲(sheng)試(shi)(shi)驗和隨機振(zhen)(zhen)動試(shi)(shi)驗。目(mu)的是考(kao)核微電路(lu)在不同振(zhen)(zhen)動條件(jian)下(xia)的結(jie)構牢(lao)固性(xing)和電特性(xing)的穩定性(xing)。
掃頻(pin)振動(dong)試(shi)驗使微電路(lu)作(zuo)等(deng)幅(fu)諧振動(dong),其加速度峰值一(yi)般分為196 m/s:(20e)、490m/s2(50g)和(he)686m/s2(70g)三檔.振動(dong)頻(pin)率從(cong)20Hz一(yi)2 000Hz范圍內隨時(shi)(shi)間(jian)校對數變化(hua)。振動(dong)頻(pin)率從(cong)20Hz~2 000Hz再回到20Hz的(de)時(shi)(shi)間(jian)要(yao)求(qiu)不(bu)小于4mm,并(bing)且在互相垂(chui)直(zhi)的(de)三個方向上(shang)(其中一(yi)個方向與芯片垂(chui)直(zhi))各進(jin)行(xing)五次(ci)。
振動疲勞(lao)試(shi)驗也要使微電(dian)路作等幅(fu)諧振動,但是(shi)其(qi)振動頻(pin)率是(shi)固定(ding)的,一(yi)(yi)般為(wei)幾十到(dao)幾百赫茲(zi),其(qi)加速(su)度峰值一(yi)(yi)般也分為(wei)196m/s2(20g)、490m/s2(50g)和686m/s2(70g)三檔。在互相垂(chui)直(zhi)的三個方向上(其(qi)中一(yi)(yi)個方向與芯片垂(chui)直(zhi))各進(jin)行一(yi)(yi)次(ci),每次(ci)的時(shi)間(jian)大約為(wei)32h。
隨(sui)機(ji)振(zhen)(zhen)動(dong)試驗(yan)的(de)(de)試驗(yan)條件是模(mo)擬各種現代化現場(chang)環境下可能產生的(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)。隨(sui)機(ji)振(zhen)(zhen)動(dong)的(de)(de)振(zhen)(zhen)幅具有高斯分(fen)布。加速(su)度(du)譜密度(du)與頻(pin)率的(de)(de)關系是特定的(de)(de)。頻(pin)率范圍為幾十到2000Hz。
振動噪聲試(shi)驗(yan)的試(shi)驗(yan)條件與掃頗振動試(shi)驗(yan)基本相(xiang)同(tong)。使微電路作等幅(fu)諧(xie)振動,其(qi)加速度峰(feng)值一般不小于196m/s2(20g).振動頻(pin)率(lv)從20Hs一2000Hz范圍內隨時間按(an)對數變化.振動頻(pin)率(lv)從20Hz一2000Hz再回到20Hz的時間要求不小于4min,并且在(zai)互(hu)相(xiang)垂直的三個方(fang)向上(其(qi)中一個方(fang)向與芯片(pian)垂直)各進行1次。
但是微電路要施加規定(ding)的電壓(ya)和電流。測量在試驗過程(cheng)中在規定(ding)負載電阻上的最(zui)大(da)噪聲(sheng)輸出電壓(ya)是否超出了規定(ding)值。
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鍵合強度試驗
該試(shi)驗(yan)目(mu)的是檢驗(yan)微(wei)電(dian)路封裝內部的內引線(xian)(xian)(xian)與芯(xin)片和(he)(he)內引線(xian)(xian)(xian)與封裝體內外引線(xian)(xian)(xian)端鍵(jian)(jian)合(he)強度(du)(du).分(fen)為破壞性(xing)鍵(jian)(jian)合(he)強度(du)(du)試(shi)驗(yan)和(he)(he)非(fei)破壞性(xing)鍵(jian)(jian)合(he)強度(du)(du)試(shi)驗(yan).鍵(jian)(jian)合(he)強度(du)(du)差的微(wei)電(dian)路會(hui)出現內引線(xian)(xian)(xian)開路失效(xiao)。
試(shi)驗(yan)(yan)(yan)要求(qiu)在(zai)鍵合線(xian)中部對鍵合線(xian)施(shi)加垂(chui)直微(wei)電路(lu);芯片(pian)(pian)方向(xiang)指(zhi)向(xiang)芯片(pian)(pian)反方向(xiang)的(de)力,施(shi)力要從零(ling)開始緩慢增加,避免沖擊力。若設定一個力,當施(shi)力增加到該力時停止(zhi)餡力,且(qie)此力應(ying)不大于(yu)最小鍵合力規定值的(de)80%,則試(shi)驗(yan)(yan)(yan)稱為非破壞性鍵合強(qiang)度(du)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)。
若試(shi)驗時(shi)施(shi)力增加到鍵(jian)合(he)斷裂時(shi)停止,稱破(po)壞(huai)性(xing)健合(he)強(qiang)度(du)試(shi)驗。健合(he)強(qiang)度(du)試(shi)驗目(mu)的是對微(wei)電路(lu)鍵(jian)合(he)性(xing)能(neng)作批次性(xing)評價,所以要有(you)足夠多(duo)的試(shi)驗樣品.非破(po)壞(huai)性(xing)鍵(jian)合(he)強(qiang)度(du)試(shi)驗有(you)時(shi)作為篩選(xuan)試(shi)驗項目(mu)。
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芯片附著強度試驗
該試(shi)驗目的是(shi)考核(he)芯(xin)片(pian)與管殼或基(ji)片(pian)結合的機械(xie)強度(du)(du)。芯(xin)片(pian)附(fu)著強度(du)(du)試(shi)驗有(you)兩個,即芯(xin)片(pian)與基(ji)片(pian)/底(di)座附(fu)著強度(du)(du)試(shi)驗和剪切力(li)(li)試(shi)驗.前者是(shi)考核(he)芯(xin)片(pian)承受(shou)(shou)垂(chui)直芯(xin)片(pian)脫寓基(ji)片(pian)/底(di)座方向受(shou)(shou)力(li)(li)的能(neng)(neng)力(li)(li)。后(hou)者是(shi)考核(he)芯(xin)片(pian)承受(shou)(shou)平行芯(xin)片(pian)與基(ji)片(pian)/底(di)座結合面方向受(shou)(shou)力(li)(li)的能(neng)(neng)力(li)(li)。
試驗要(yao)求嚴(yan)格控(kong)制施加力(li)的(de)方向(xiang),且(qie)避免沖擊力(li)。該試驗的(de)判據力(li)與芯片(pian)面積(ji)成正(zheng)比,且(qie)與脫落后界面附著(zhu)痕(hen)(hen)跡面積(ji)與芯片(pian)面積(ji)的(de)比值(zhi)有關.附著(zhu)痕(hen)(hen)跡面積(ji)小,意味著(zhu)結(jie)合性能(neng)差,判據力(li)要(yao)加嚴(yan)。
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粒子碰撞噪聲檢測試驗
粒子碰撞(zhuang)噪聲檢測試驗(PIND:Particle Impact Noise Detection)的目(mu)的是檢驗微電路空腔封裝腔體內(nei)是否存在可(ke)動多余物。
可(ke)動(dong)(dong)導(dao)電(dian)多(duo)(duo)余(yu)(yu)物町能導(dao)致(zhi)微(wei)電(dian)路內(nei)部短路失(shi)效。試驗原理是(shi)對微(wei)電(dian)路施加適當的機械沖擊(ji)應力使(shi)沾(zhan)附(fu)微(wei)電(dian)路腔體(ti)內(nei)的多(duo)(duo)余(yu)(yu)物成為可(ke)動(dong)(dong)多(duo)(duo)余(yu)(yu)物。再同時施加振動(dong)(dong)應力,使(shi)可(ke)動(dong)(dong)多(duo)(duo)余(yu)(yu)物產生振動(dong)(dong),振動(dong)(dong)的多(duo)(duo)余(yu)(yu)物與腔體(ti)壁撞(zhuang)擊(ji)產生噪聲。
通過換(huan)(huan)能(neng)器檢測(ce)噪(zao)聲。試驗要求將微(wei)電路(lu)最大的扁平面借(jie)助(zhu)于(yu)粘(zhan)附劑安裝在換(huan)(huan)能(neng)器上,先施以(yi)峰(feng)值加速度為(9 800+-1 960)m/s2延(yan)續時間不大于(yu)100μs沖擊脈沖。
然后再施以頻串(chuan)為40Hz一250Hz,峰值加(jia)速度(du)為196m/s2振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong),隨后再使沖擊應力與振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)應力同(tong)時施加(jia)和(he)單獨施加(jia)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)應力,交替進行一定(ding)次數,若檢測出噪(zao)聲,則表示微電路腔體內有可動(dong)(dong)多余物。
有(you)的(de)微(wei)電(dian)路內引(yin)線(xian)(xian)(xian)較長(chang)。長(chang)引(yin)線(xian)(xian)(xian)的(de)顫動也可(ke)能(neng)檢(jian)測出噪聲(sheng)(sheng)(sheng),改變振動頻率(lv),噪聲(sheng)(sheng)(sheng)有(you)變化時其(qi)噪聲(sheng)(sheng)(sheng)往往是由(you)長(chang)引(yin)線(xian)(xian)(xian)的(de)顫動產(chan)生的(de)。所用粘附劑(ji)應對其(qi)傳送的(de)機(ji)械能(neng)量有(you)較小(xiao)的(de)衰減系數.沖(chong)(chong)擊脈(mo)沖(chong)(chong)的(de)峰(feng)值加速度、延(yan)續(xu)時間和次數應嚴格控制,否(fou)則試驗可(ke)能(neng)是破壞性的(de)。
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靜電放電敏感度試驗
靜電(dian)放(fang)電(dian)敏感度試驗可以給(gei)出(chu)微(wei)電(dian)路(lu)承受靜電(dian)放(fang)電(dian)的能力。它是破(po)壞性(xing)試驗。
試驗方法是模擬人體、設備或器件(jian)放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流波形,按規定的組(zu)合及順(shun)序(xu)對微(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路的各引出(chu)端(duan)放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。尋找出(chu)傲電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路產生損傷(shang)的閥值(zhi)靜電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓。以微(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路敏(min)感電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)參數的變化量超(chao)過(guo)規定值(zhi)的最(zui)小(xiao)靜電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓,作為(wei)微(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路抗(kang)靜電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的能力的表征值(zhi)。