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試驗機用于電子電器零組件、自動化零部件、通訊組件、汽車配件、金屬、化學(xué)材料、塑膠等行業(yè),國防工業(yè)、航天、兵工業(yè)、BGA、PCB基扳、電子芯片IC、半導(dǎo)體陶磁及高分子材料之物理牲變化,測試其材料對高、低溫的反復(fù)抵拉力及產(chǎn)品于熱脹冷縮產(chǎn)出的化學(xué)變化或物理傷害,可確認產(chǎn)品的品質(zhì),從精密的IC到重機械的組件,都會用到,是各領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品測試的必不可少的一項試驗機。
電子元器件是整機的基礎(chǔ),它在制造過程中可能會由于本身固有的缺陷或制造工藝的控制不當,在使用中形成與時間或 應(yīng)力有關(guān)的失效。為了保證整批元器件的可靠性,滿足整機要求,必須把使用條件下可能出現(xiàn)初期失效的元器件剔 除。元器件的失效率隨時間變化的過程可以用類似"浴盆曲線"的失效率曲線來描述,早期失效率隨時間的增加而迅速下降,使用壽命期(或稱偶然失效期)內(nèi)失效率基本不變。
1、高溫貯存
電子元器件的失效大多數(shù)是由于體內(nèi)和表面的各種物理化學(xué)變化所引起,它們與溫度有密切的關(guān)系。溫度升高以后,化學(xué)反應(yīng)速度大大加快,失效過程也得到加速。使得有缺陷的元器件能及時暴露,予以剔除。
高溫篩選在半導(dǎo)體器件上被廣泛采用,它能有效地剔除具有表面沾污、鍵合不 良、氧化層有缺陷等失效機理的器件。通常在zui高結(jié)溫下貯存24~168小時。
高溫篩選簡單易行,費用不大,在許多元器件上都可以施行。通過高溫貯存以后還可以使元器件的參數(shù)性能穩(wěn)定下來,減少使用中的參數(shù)漂移。各種元器件的熱應(yīng)力和篩選時間要適當選擇,以免產(chǎn)生新的失效機理。
2、功率電老煉
篩選時,在熱電應(yīng)力的共同作用下,能很好地暴露元器件體內(nèi)和表面的多種潛在缺陷,它是可靠性篩選的一個重要項目。
各種電子元器件通常在額定功率條件下老煉幾小時至168小時,有些產(chǎn)品,如集成電路,不能隨便改變條件,但可以采用高溫工作方式來提高工作結(jié)溫,達到高應(yīng)力狀態(tài),各種元器件的電應(yīng)力要適當選擇,可以等于或稍高于額定條件,但不能引人新的失效機理。
功率老煉需要專門的試驗設(shè)備,其費用較高,故篩選時間不宜過長。民用產(chǎn)品通常為幾個小時,軍用高可靠產(chǎn)品可選擇 100、168小時,宇航級元器件可以選擇240小時甚至更長的周期。
3、溫度循環(huán)
電子產(chǎn)品在使用過程中會遇到不同的環(huán)境溫度條件,在熱脹冷縮的應(yīng)力作用下,熱匹配性能差的元器件就容易失效。溫度循環(huán)篩選利用了極端高溫和極端低溫間的熱脹冷縮應(yīng)力,能有效的剔除有熱性能缺陷的產(chǎn)品。元器件常用的篩選條件是-55~+125℃,循環(huán)5~10次。
4、元器件篩選的必要性
電子元器件的固有可靠性取決于產(chǎn)品的可靠性設(shè)計,在產(chǎn)品的制造過程中,由于人為因素或原材料、工藝條件、設(shè)備條件的波動,zui終的成品不可能全部達到預(yù)期的固有可靠性。
在每一批成品中,總有一部分產(chǎn)品存在一些潛在的缺陷和弱點,這些潛在的缺陷和弱點,在一定的應(yīng)力條件下表現(xiàn)為早期失效。具有早期失效的元器件的平均壽命比正常產(chǎn)品要短得多。
電子設(shè)備能否可靠地工作的基礎(chǔ)是電子元器件能否可靠地工作。如果將早期失效的元器件裝上整機、設(shè)備,就會使得整機、設(shè)備的早期失效故障率大幅度增加,其可靠性不能滿足要求,而且還要付出極大的代價來維修。
因此,應(yīng)該在電子元器件裝上整機、設(shè)備之前,就要設(shè)法把具有早期失效的元器件盡可能地加以排除,為此就要對元器件進行篩選。根據(jù)國內(nèi)外的篩選工作經(jīng)驗,通過有效的篩選可以使元器件的總使用失效率下降1- 2個數(shù)量級,因此不管是軍用產(chǎn)品還是民用產(chǎn)品,篩選都是保證可靠性的重要手段。
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