Generellt sett kallas tester som utförs för att utvärdera och analysera tillförlitligheten hos elektroniska produkter tillförlitlighetstester. För att förutsäga produktens kvalitet från det att den lämnar fabriken till slutet av dess livslängd, efter att ha valt en miljöbelastning som i hög grad liknar marknadsmiljön, Huvudsyftet med att ställa in miljöbelastningsnivån och appliceringstiden är att korrekt utvärdera produktens tillförlitlighet på kortast möjliga tid.
Tillförlitlighetstestet är att avgöra om de produkter som har klarat tillförlitlighetskvalifikationstestet och som överförs till massproduktion uppfyller de specificerade tillförlitlighetskraven under specificerade förhållanden, och att verifiera om produktens tillförlitlighet förändras med processen, verktygen, arbetsflödet, och delar under massproduktion. Minskade på grund av kvalitetsförändringar och andra faktorer. Endast genom detta kan man lita på produktens prestanda och produktkvaliteten vara utmärkt.
Klassificering av elektronisk produkttillförlitlighetstest
01. Miljötest
Vissa tillförlitlighetsmonografier placerar prover i naturliga eller artificiellt simulerade lagrings-, transport- och arbetsmiljöer, gemensamt kallade miljötester. De används för att bedöma produkters prestanda i olika miljöer (vibrationer, chock, centrifugering, temperatur, termisk chock, värmevallningar, Förmågan att anpassa sig till förhållanden som saltspray, lågt lufttryck etc. är ett av de viktiga testerna metoder för att utvärdera produktens tillförlitlighet. Generellt finns det huvudsakligen följande typer:
(1) Stabilitetsbakning, det vill säga lagringstest vid hög temperatur
Testsyfte: Att utvärdera effekten av högtemperaturlagring på produkter utan att utsätta elektrisk stress. Produkter med allvarliga defekter befinner sig i ett icke-jämviktstillstånd, vilket är ett instabilt tillstånd. Övergångsprocessen från icke-jämviktstillstånd till jämviktstillstånd är inte bara en process som inducerar fel hos produkter med allvarliga defekter, utan också en övergångsprocess som främjar produkter från ett instabilt tillstånd till ett stabilt tillstånd. .
Denna övergång är i allmänhet en fysisk och kemisk förändring, och dess hastighet följer Arrhenius formel och ökar exponentiellt med temperaturen. Syftet med högtemperaturstress är att förkorta tiden för denna förändring. Därför kan detta experiment betraktas som en process för att stabilisera produktens prestanda.
Testförhållanden: I allmänhet väljs en konstant temperaturpåkänning och hålltid. Temperaturspänningsintervallet för mikrokretsen är 75 grader till 400 grader, och testtiden är mer än 24 timmar. Före och efter testet måste provet som ska testas placeras under en viss tid i en standardtestmiljö, med en temperatur på 25 ± 10 grader och ett lufttryck på 86 kPa ~ 100 kPa. I de flesta fall krävs att endpoint-testet slutförs inom en angiven tid efter testet.
(2) Temperaturcykeltest
Testsyfte: Att bedöma produktens förmåga att motstå en viss temperaturförändringshastighet och dess förmåga att motstå extremt höga temperaturer och extremt låga temperaturer. Den är inställd utifrån produktens termomekaniska egenskaper. När materialen som utgör komponenterna i produkten har dålig termisk matchning, eller den inre spänningen hos komponenten är stor, kan temperaturcykeltestet orsaka produktfel orsakat av försämring av mekaniska strukturella defekter. Såsom luftläckage, inre blybrott, spånsprickor etc.
Testförhållanden: Utförs i en gasmiljö. Den styr främst temperaturen och tiden när produkten är vid höga och låga temperaturer och hastigheten för hög- och lågtemperaturtillståndsomvandling. Cirkulationen av gas i testkammaren, positionen för temperatursensorn och armaturens värmekapacitet är alla viktiga faktorer för att säkerställa testförhållanden.
Kontrollprincipen är att den temperatur, tid och omvandlingshastighet som testet kräver avser produkten som testas, inte den lokala miljön för testet. Omkopplingstiden för mikrokretsen måste inte vara mer än 1 minut, och hålltiden vid hög eller låg temperatur är inte mindre än 10 minuter; den låga temperaturen är -55 grad eller -65-10 grad, och den höga temperaturen sträcker sig från 85+10 grad till 300+10 grad.
(3) Termisk chocktest
Testsyfte: Att bedöma produktens förmåga att motstå drastiska temperaturförändringar, det vill säga att klara stora temperaturförändringshastigheter. Testet kan orsaka produktfel orsakade av mekaniska strukturella defekter och försämring. Syftet med värmechocktestet och temperaturcykeltestet är i princip detsamma, men villkoren för termisk chocktestet är mycket strängare än temperaturcykeltestet.
(4) Lågtryckstest
Testsyfte: Att bedöma produktens anpassningsförmåga till lågtrycksarbetsmiljöer (som arbetsmiljöer på hög höjd). När lufttrycket minskar kommer luftens eller isoleringsmaterialens isoleringsstyrka att försvagas; koronaurladdning, ökad dielektrisk förlust och jonisering kommer lätt att inträffa; minskningen av lufttrycket kommer att förvärra värmeavledningsförhållandena och öka temperaturen på komponenterna. Dessa faktorer kommer att få testprovet att förlora sina specificerade funktioner under lågtrycksförhållanden och ibland orsaka permanent skada.
Testförhållanden: Provet som ska testas placeras i en förseglad kammare, den specificerade spänningen appliceras och provets temperatur måste hållas inom intervallet {{0}}.0 grader från 20 minuter innan trycket reduceras i den förseglade kammaren till slutet av testet. Den förseglade kammaren reduceras från normalt tryck till det angivna lufttrycket och återgår sedan till normalt tryck, och under denna process övervakas om testprovet kan fungera normalt. Frekvensen för spänningen som appliceras på mikrokretstestprovet ligger i intervallet från DC till 20MHz. Förekomsten av koronaurladdning vid spänningsterminalen anses vara ett fel. Testets lågtrycksvärde motsvarar höjden och är uppdelat i flera nivåer. Till exempel är A-nivåns lufttryckvärde för mikrokretsens lågtrycksteste 58kPa, och motsvarande höjd är 4572m. Lufttrycket på E-nivå är 1,1 kPa, och motsvarande höjd är 30480m, etc.
(5) Luftfuktighetstest
Testsyfte: Att utvärdera förmågan hos mikrokretsar att motstå sönderfall under fuktiga och varma förhållanden genom att applicera accelererad stress. Den är designad för typiska tropiska klimatmiljöer. De huvudsakliga mekanismerna för mikrokretsnedbrytning under fuktiga och varma förhållanden är korrosion orsakad av kemiska processer och fysikaliska processer orsakade av nedsänkning, kondensation och frysning av vattenånga som orsakar tillväxt av mikrosprickor. Testet undersöker också möjligheten att elektrolys inträffar eller förvärrar elektrolys i de material som utgör mikrokretsen under fuktiga och varma förhållanden. Elektrolys kommer att förändra isoleringsmaterialets motstånd och försvaga dess förmåga att motstå dielektriskt nedbrytning.
Testförhållanden: Det finns två typer av blixttest, nämligen variabelt blixttest och konstant blixttest. Hot flash-testet kräver att provet som ska testas har ett relativ luftfuktighetsintervall på 90 % till 100 %. Det tar en viss tid (vanligtvis 2,5 timmar) att höja temperaturen från 25 grader till 65 grader och behålla den i mer än 3 timmar; och sedan igen Inom det relativa luftfuktighetsintervallet på 80 % till 100 %, använd en viss tidsperiod (vanligtvis 2,5 timmar) för att sänka temperaturen från 6s grader till 25 grader . Efter ytterligare en sådan cykel, sänk temperaturen vid valfri luftfuktighet. till -10 grad och håll den i mer än 3 timmar innan du återgår till ett tillstånd där temperaturen är 25 grader och den relativa luftfuktigheten är lika med eller större än 80 %. Detta avslutar en cykel av blodförändringar till värmevallningar, som tar cirka 24 timmar.
Generellt, för ett fuktmotståndstest, måste den ovan nämnda stora cykeln med alternerande värmevallningar utföras 10 gånger. Under testet läggs en viss spänning på provet som testas. Luftväxlingsvolymen per minut i testkammaren måste vara större än 5 gånger testkammarens volym. Provet som ska testas bör vara ett som har genomgått oförstörande blytäthetstestning.
(6) Saltspraytest
Testsyfte: Använd en accelererad metod för att utvärdera korrosionsbeständigheten hos exponerade delar av komponenter under saltstänk, fuktighet och varma förhållanden. Den är designad för tropiska klimatmiljöer vid havet eller till havs. Komponenter med dålig ytstruktur kommer att korrodera utsatta delar under saltstänk, fuktiga och varma förhållanden.
Testförhållanden: Saltspraytestet kräver att de exponerade delarna av testprovet i olika riktningar måste vara under samma specificerade förhållanden vad gäller temperatur, luftfuktighet och mottagen saltavsättningshastighet. Detta krav uppfylls av det minsta avståndet mellan proverna placerade i testkammaren och vinkeln med vilken proverna placeras.
Testtemperatur: Det allmänna kravet är (35+-3)'C, och saltavsättningshastigheten inom 24 timmar är 2X104mg/m2~5X104mg/m2. Saltavsättningshastigheten och luftfuktigheten bestäms av temperaturen och koncentrationen av saltlösningen som genererar saltsprayen och luftflödet som strömmar genom den. Andelen syre och kväve i luftflödet bör vara densamma som luftens.
Testtid: allmänt uppdelad i 24h, 48h, 96h och 240h.
(7) Bestrålningstest
Testsyfte: Att bedöma funktionsförmågan hos mikrokretsar i miljö med högenergipartikelbestrålning. Inträde av högenergipartiklar i mikrokretsar kommer att orsaka förändringar i mikrostrukturen för att producera defekter eller generera ytterligare laddningar eller strömmar. Detta resulterar i försämring av mikrokretsparametrar, låsning, kretsvändning eller överspänningsström som orsakar utbrändhet och fel. Bestrålning över en viss gräns kan orsaka permanent skada på mikrokretsar.
Testförhållanden: Strålningstest av mikrokretsar inkluderar huvudsakligen neutronbestrålning och gammastrålning. Det är vidare uppdelat i totaldosbestrålningstest och doshastighetsbestrålningstest. Doshastighet bestrålning testar alla bestrålade testmikrokretsar i form av pulser. I testet måste dossträngen och den totala bestrålningsdosen kontrolleras strikt baserat på olika mikrokretsar och olika teständamål. I annat fall kommer provet att skadas på grund av bestrålning som överskrider gränsen eller att det sökta tröskelvärdet inte erhålls. Strålningstester måste ha säkerhetsåtgärder för att förhindra mänsklig skada.
02.Livstest
Livstest är en av de viktigaste och mest grundläggande punkterna inom tillförlitlighetstestning. Det sätter produkten under specifika testförhållanden för att undersöka dess fel (skada) förändras med tiden. Genom livslängdstestet kan vi förstå produktens livslängdsegenskaper, felmönster, felfrekvenser, genomsnittlig livslängd och olika fellägen som kan uppstå under livslängdstestet. Om de kombineras med felanalys kan de huvudsakliga felmekanismerna som leder till produktfel förtydligas ytterligare, vilket kan tjäna som grund för tillförlitlighetsdesign, tillförlitlighetsförutsägelse, förbättring av ny produktkvalitet och fastställande av rimlig screening och rutintest (batchgaranti) betingelser.
Om testet för att förkorta testtiden kan utföras genom att öka stressen utan att ändra felmekanismen, är detta ett accelererat livslängdstest. Tillförlitlighetsnivån för produkter kan utvärderas genom livstester, och tillförlitlighetsnivån för nya produkter kan förbättras genom kvalitetsfeedback.
Syfte med livstest: Att bedöma produktens kvalitet och tillförlitlighet under specificerade förhållanden och under hela arbetstiden. För att göra testresultaten bättre representativa måste antalet testade prov vara tillräckligt.
Testförhållanden: Livstestet för mikrokretsen är uppdelat i steady state-livstest, intermittent livstest och simulerat livstidstest.
Steady-state life test är ett test som måste utföras på mikrokretsar. Under testet måste provet som testas förses med lämplig ström för att hålla det i normalt arbetstillstånd. Den nationella militära standarden för steady-state livstestmiljötemperaturen är 125C och tiden är 1000h. Accelererad testning kan öka temperaturen och förkorta tiden.
Temperaturen på kraftmikrokretshuset är i allmänhet högre än den omgivande temperaturen. Under testet kan den omgivande temperaturen hållas lägre än 125 grader. Omgivningstemperaturen eller höljestemperaturen för mikrokretsens steady-state livslängdstestet bör baseras på att mikrokretsens kopplingstemperatur är lika med den nominella kopplingstemperaturen.
Det intermittenta livslängdstestet kräver att mikrokretsen som testas avbryts vid en viss frekvens eller plötsligt appliceras en förspänning och signal. Andra testförhållanden är desamma som steady-state livslängdstestet.
Det simulerade livslängdstestet är ett kombinationstest som simulerar kretsens tillämpningsmiljö. Dess kombinerade spänningar inkluderar fyra belastningstester, mekaniska, fuktighet och lågtryck: mekaniska, temperatur, fuktighet och elektriska fyra belastningstester, etc.
03.Skärmtest
Screeningtestning är ett oförstörande test som helt inspekterar produkten. Syftet är att välja produkter med vissa egenskaper eller att eliminera produkter som misslyckas tidigt, för att förbättra produktens tillförlitlighet. Under tillverkningsprocessen av produkter, på grund av materialdefekter eller utomkontrollerade processer, uppstår så kallade tidiga defekter eller fel i vissa produkter. Om dessa defekter eller fel kan elimineras tidigt, kan produktens tillförlitlighetsnivå garanteras vid faktisk användning.
Egenskaper för tillförlitlighetsscreeningtest:
1. Denna typ av test är inte ett urval, utan ett 100 %-test;
2. Detta test kan förbättra den övergripande tillförlitlighetsnivån för kvalificerade produkter, men det kan inte förbättra produktens inneboende tillförlitlighet, det vill säga det kan inte öka livslängden för varje produkt;
3. Screeningseffekten kan inte utvärderas enbart med hjälp av screeningelimineringshastigheten. Den höga elimineringshastigheten kan bero på allvarliga defekter i själva produktens design, komponenter, processer etc., men det kan också bero på att skärmspänningsintensiteten är för hög.
Den låga elimineringshastigheten kan bero på få produktdefekter, men den kan också bero på intensiteten av screeningpåfrestningen och otillräcklig testtid. Kvaliteten på screeningmetoden utvärderas vanligtvis av screeningelimineringsgraden Q och screeningeffektens B-värde: en rimlig screeningmetod bör ha ett stort B-värde och ett måttligt Q-värde.
04Fältanvändningstest
Ovanstående olika tester utfördes genom att simulera fältförhållanden. På grund av begränsningar av utrustningsförhållandena kan simuleringstester ofta bara applicera en enda spänning på produkten, och ibland kan dubbla spänningar appliceras. Detta skiljer sig mycket från de faktiska användningsmiljöförhållandena och misslyckas därför med att sanningsenligt och heltäckande exponera produktens kvalitet. Fältanvändningstestning är annorlunda eftersom den utförs på användningsplatsen, så den kan verkligen återspegla produktens tillförlitlighet. Den erhållna informationen är av högt värde för produkttillförlitlighetsförutsägelse, design och garanti. Fältanvändningstester spelar en större roll när det gäller att formulera reliabilitetstestplaner, verifiera reliabilitetstestmetoder och utvärdera testnoggrannheten.
05 Identifieringstest
Kvalifikationstestning är ett test som utförs för att utvärdera tillförlitlighetsnivån för en produkt. Det är en provtagningsplan framtagen utifrån provtagningsteori. Kvalificeringstester genomförs under förhållanden som säkerställer att producenter inte gör att produkter som uppfyller kvalitetskraven underkänns.
Kvalificeringstester för tillförlitlighet är indelade i två kategorier: den ena är kvalificeringstester för produkttillförlitlighet och den andra är kvalificeringstester för processtillförlitlighet (inklusive material).
Kvalificeringstester för produkttillförlitlighet genomförs vanligtvis när ny produktdesign och produktion slutförs. Syftet är att bedöma om produktindikatorerna helt uppfyller designkraven och att bedöma om produkten uppfyller de förutbestämda tillförlitlighetskraven. Innehållet i testet överensstämmer i allmänhet med kvalitetskontrollen. Alla fyra grupperna av test A, B, C och D utförs, och produkter med krav på strålningsmotståndsintensitet måste också genomgå grupp E-tester. Tillförlitlighetskvalifikationstester krävs också när det finns betydande förändringar i produktens design, struktur, material eller processer.
Tillförlitlighetskvalificeringstestet av process (inklusive material) används för att bedöma om produktionslinjens val- och kontrollförmåga av material och processer kan säkerställa de tillverkade produkternas kvalitet och tillförlitlighet, och om den kan uppfylla kraven på en viss kvalitetssäkringsnivå .
06.Andra
(1) Konstant accelerationstest
Syftet med detta test är att utvärdera kretsens förmåga att motstå konstant acceleration. Det kan avslöja fel orsakade av låg strukturell styrka i mikrokretsen och mekaniska defekter. Såsom chip som faller av, öppen krets för inre ledning, deformation av rörhöljet, luftläckage, etc.
Testförhållanden: En konstant acceleration som är större än 1 mm appliceras i riktningen för avlägsnande av mikrokretschips, kompressionsriktningen och riktningen vinkelrätt mot denna riktning. Accelerationsvärdesintervallet är vanligtvis mellan 49000m/s:-1225000m/sV5 000~125000z). Under testet bör mikrokretsens hölje vara styvt fixerat på den konstanta acceleratorn.
(2) Mekanisk slagprovning
Syftet med detta test är att bedöma mikrokretsens förmåga att motstå mekaniska stötar. Det vill säga att mikrokretsens förmåga att motstå plötslig kraft bedöms. Mikrokretsar kan plötsligt belastas under lastning, lossning, transport och arbete på plats. Till exempel kommer mikrokretsar att utsättas för plötslig mekanisk påfrestning när de tappas eller kolliderar. Dessa påfrestningar kan göra att mikrokretschips faller av, att inre ledningar öppnas, att rörskalen deformeras, luftläckor och andra fel.
Testförhållanden: Under testet ska mikrokretsskalet vara stelt fixerat på testbänkens bas och de yttre ledningarna ska skyddas. Fem halvsinusvåg mekaniska stötpulser appliceras på var och en av mikrokretsens chiputkastningsriktning, pressriktning och riktning vinkelrätt mot denna riktning. Toppaccelerationsvärdesintervallet för stötpulsen är i allmänhet 4900m/s2~294 000m/s2 (500g~30000g). Pulslängden är 0,1ms-1,0ms, och den tillåtna distorsionen är inte större än 20 % av toppaccelerationen.
(3) Mekaniskt vibrationstest
Det finns fyra huvudtyper av vibrationstester, nämligen svepfrekvensvibrationstest, vibrationsutmattningstest, vibrationsbrustest och slumpmässigt vibrationstest. Syftet är att bedöma den strukturella soliditeten och de elektriska egenskapernas stabilitet hos mikrokretsar under olika vibrationsförhållanden.
Vibrationstestet med frekvenssvep får mikrokretsen att vibrera med konstant amplitud, och dess accelerationstoppvärde delas i allmänhet in i tre nivåer: 196 m/s: (20e), 490m/s2 (50g) och 686m/s2 (70g). Vibrationsfrekvensen ändras med tiden i intervallet 20Hz till 2000Hz. Den tid som krävs för att vibrationsfrekvensen ska gå från 20Hz till 2 000HZ och tillbaka till 20Hz är inte mindre än 4 mm, och det måste göras fem gånger i tre ömsesidigt vinkelräta riktningar (varav en är vinkelrät mot chipet) .
Vibrationsutmattningstestet kräver också att mikrokretsen vibrerar med konstant amplitud, men dess vibrationsfrekvens är fast, vanligen tiotals till hundratals Hz, och dess accelerationstoppar är vanligtvis uppdelade i 196ms2 (20g), 490m/s2 (50g) och 686ms2 ( 70g) Tredje växeln. Utför detta en gång i var och en av tre riktningar som är vinkelräta mot varandra (en riktning är vinkelrät mot chippet), och tiden för varje gång är cirka 32 timmar.
Testförhållandena för det slumpmässiga vibrationstestet är att simulera de vibrationer som kan uppstå i olika moderna fältmiljöer. Amplituden av slumpmässiga vibrationer har en Gaussisk fördelning. Förhållandet mellan accelerationsspektraldensitet och frekvens är specifikt. Frekvensområdet är från tiotals till 2000Hz.
Testförhållandena för vibrations- och bullertestet är i princip desamma som för svepningsvibrationstestet. När mikrokretsen bringas att vibrera med konstant amplitud är dess accelerationstoppvärde i allmänhet inte mindre än 196m/s2 (20g). Vibrationsfrekvensen ändras logaritmiskt med tiden i intervallet 20HZ till 2000Hz. Den tid som krävs för att vibrationsfrekvensen ska gå från 20HZ till 2000Hz och tillbaka till 20Hz är inte mindre än 4 minuter, och det bör göras en gång i tre ömsesidigt vinkelräta riktningar (varav en är vinkelrät mot chipet).
Men mikrokretsen måste tillämpa specificerad spänning och ström. Mät om den maximala brusutgångsspänningen vid det specificerade belastningsmotståndet överstiger det specificerade värdet under testet.