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電子設備熱循環加速可靠性試驗策劃

作者: 網絡 編輯: 瑞凱儀器 來源: 網絡 發布日期: 2021.07.14
    加速可靠性試驗是使用相同的損傷機理,比產品使用所需更短的時間去激發失效或累積損傷。加速方法主要包括增加壽命控制變量的量級和增加頻次兩類。

    關鍵要理解加速試驗和被加速的實際使用環境之間的關系,基于適合的損傷、失效機理和服務環境來選擇試驗類型和試驗條件。

電子設備熱循環加速可靠性試驗策劃

    電子設備熱循環有三種類型:
    1)功能循環:模擬實際工作狀態,包括元器件內部功耗,外部溫度變化、熱傳導。
    2)溫度循環:環境溫度交替變化,溫變率應低于20℃/min,以避免熱沖擊,溫度保持時間推薦大于15min。
    3)熱沖擊循環:溫變速率30℃/min以上,熱沖擊和溫度循環失效模式不同,溫度循環與熱沖擊循環的區別
    電子設備焊點疲勞失效檢查一般有定期焊點裂紋的目視檢查,定期破壞焊點來檢查初始強度的降低情況,和監測一些初始電性能變化,如:電阻的增加。
    考慮到失效檢查的方便性和試驗時間限制,推薦使用電性能監測的方法。試驗過程中出現電連續性首次中斷(電阻大于1000Ω),并且在其后續增加的10%循環內出現9次被確認的中斷,即可確認為焊點疲勞失效。
     試驗方案策劃要考慮電子設備的自變量參數,包括設計參數、工藝參數、產品參數、使用環境參數等,具體比如:溫度波動、元器件尺寸、熱膨脹系數、焊點高度、引線硬度、失效概率等。
    評估自變量參數的水平和范圍,在不改變失效機理的前提下,盡量提高變量參數范圍,縮短加速試驗時間。根據自變量參數選值,預估加速可靠性試驗預期循環次數和試驗時間,使試驗經費控制在可接受范圍之內。
    關于試驗樣本數量,由于焊點蠕變疲勞失效是概率分布,為了便于統計出合理的測試結果,需要至少32個試驗樣本。
    試驗測試板的組裝和加工應盡可能和實際產品相同。電子產品存儲一年后焊點的焊料晶粒組織會明顯粗糙化。試驗測試板在加速試驗前應該進行熱老化和環境應力篩選,推薦在(100-125)℃下,熱老化(100-300)h。熱老化后的測試板在室溫下存儲一段時間,以便焊接結構穩固。
    試驗過程中每個熱循環升降溫速率不應超過20℃/min,有足夠的溫度保持時間,使焊點內應力松弛。
    試驗過程中需要對試驗箱運行溫度、試驗基板不同部位和元器件進行溫度測量。
    對于試驗過程中出現的失效,進行目視檢查,必要時進行金相分析,評定失效模式。
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