Na splošno se testi, ki se izvajajo za oceno in analizo zanesljivosti elektronskih izdelkov, imenujejo testi zanesljivosti. Za napovedovanje kakovosti izdelka od trenutka, ko zapusti tovarno do konca njegove življenjske dobe, po izbiri okoljskega stresa, ki je zelo podoben tržnemu okolju, je glavni namen nastavitve ravni okoljskega stresa in časa uporabe je pravilno oceniti zanesljivost izdelka v najkrajšem možnem času.
Preskus zanesljivosti je namenjen ugotavljanju, ali izdelki, ki so opravili kvalifikacijski preizkus zanesljivosti in so preneseni v množično proizvodnjo, izpolnjujejo določene zahteve glede zanesljivosti pod določenimi pogoji, in preverjanju, ali se zanesljivost izdelka spreminja s procesom, orodjem, potekom dela, in deli med množično proizvodnjo. Zmanjšano zaradi sprememb kakovosti in drugih dejavnikov. Samo na ta način je mogoče zaupati učinkovitosti izdelka in kakovost izdelka odlična.
Klasifikacija preskusov zanesljivosti elektronskih izdelkov
01. Okoljski preizkus
Nekatere monografije o zanesljivosti postavljajo vzorce v naravna ali umetno simulirana skladiščna, transportna in delovna okolja, ki jih skupaj imenujemo okoljski testi. Uporabljajo se za ocenjevanje delovanja izdelkov v različnih okoljih (vibracije, udarci, centrifugiranje, temperatura, toplotni šok, vročinski utripi. Sposobnost prilagajanja pogojem, kot so slani pršil, nizek zračni tlak itd., je eden od pomembnih testov). metode za ocenjevanje zanesljivosti izdelka. Na splošno obstajajo naslednje vrste:
(1) Stabilnost pečenja, to je preskus shranjevanja pri visoki temperaturi
Namen preskusa: oceniti vpliv shranjevanja pri visoki temperaturi na izdelke brez uporabe električne obremenitve. Izdelki z resnimi okvarami so v neravnovesnem stanju, ki je nestabilno stanje. Proces prehoda iz neravnovesnega stanja v ravnotežno stanje ni le proces, ki povzroči okvaro izdelkov z resnimi napakami, ampak tudi prehodni proces, ki spodbuja izdelke iz nestabilnega stanja v stabilno stanje. .
Ta prehod je na splošno fizikalna in kemična sprememba, njegova hitrost pa sledi Arrheniusovi formuli in eksponentno narašča s temperaturo. Namen visokotemperaturne obremenitve je skrajšati čas te spremembe. Zato lahko ta poskus obravnavamo kot postopek za stabilizacijo delovanja izdelka.
Preskusni pogoji: Na splošno sta izbrana stalna temperaturna obremenitev in čas zadrževanja. Razpon temperaturne obremenitve mikrovezja je od 75 stopinj do 400 stopinj, preskusni čas pa je več kot 24 ur. Pred preskusom in po njem je treba vzorec, ki ga je treba testirati, za določen čas postaviti v standardno preskusno okolje s temperaturo 25 ± 10 stopinj in zračnim tlakom 86 kPa ~ 100 kPa. V večini primerov je treba preskus končne točke zaključiti v določenem času po preskusu.
(2) Preskus temperaturnega cikla
Namen preskusa: oceniti zmožnost izdelka, da prenese določeno stopnjo temperaturnih sprememb, in njegovo zmožnost, da prenese ekstremno visoke temperature in ekstremno nizke temperature. Nastavljen je na podlagi termomehanskih lastnosti izdelka. Kadar se materiali, ki sestavljajo sestavne dele izdelka, slabo toplotno ujemajo ali je notranja obremenitev sestavnega dela velika, lahko preskus temperaturnega cikla povzroči okvaro izdelka zaradi poslabšanja mehanskih strukturnih napak. Kot so uhajanje zraka, zlom notranjega kabla, razpoke odrezkov itd.
Preskusni pogoji: Izvedeno v plinskem okolju. V glavnem nadzira temperaturo in čas, ko je izdelek pri visokih in nizkih temperaturah, ter hitrost pretvorbe stanja visoke in nizke temperature. Kroženje plina v preskusni komori, položaj temperaturnega tipala in toplotna zmogljivost vpenjalne naprave so pomembni dejavniki za zagotavljanje preskusnih pogojev.
Načelo nadzora je, da se temperatura, čas in stopnja pretvorbe, ki jih zahteva preskus, nanašajo na izdelek, ki se testira, ne na lokalno okolje preskusa. Preklopni čas mikrovezja ne sme biti daljši od 1 minute, čas zadrževanja pri visoki ali nizki temperaturi pa ni krajši od 10 minut; nizka temperatura je -55 stopinj ali -65-10 stopinj, visoka temperatura pa se giblje od 85+10 stopinj do 300+10 stopinj.
(3) Preskus toplotnega udara
Namen preskusa: oceniti sposobnost izdelka, da prenese drastične temperaturne spremembe, to je, da prenese velike stopnje temperaturnih sprememb. Preskus lahko povzroči okvaro izdelka zaradi mehanskih strukturnih napak in poslabšanja. Namen preskusa termičnega šoka in preskusa temperaturnega cikla sta v osnovi enaka, vendar so pogoji preskusa termičnega šoka veliko strožji od preskusa temperaturnega cikla.
(4) Nizkotlačni preskus
Namen preskusa: oceniti prilagodljivost izdelka delovnim okoljem z nizkim pritiskom (kot so delovna okolja na visoki nadmorski višini). Ko se zračni tlak zmanjša, izolacijska trdnost zraka ali izolacijskih materialov oslabi; zlahka pride do koronske razelektritve, povečane dielektrične izgube in ionizacije; zmanjšanje zračnega tlaka bo poslabšalo pogoje odvajanja toplote in povečalo temperaturo komponent. Ti dejavniki bodo povzročili, da preskusni vzorec izgubi svoje določene funkcije v pogojih nizkega tlaka in včasih povzroči trajno poškodbo.
Preskusni pogoji: Vzorec, ki ga je treba testirati, se postavi v zaprto komoro, uporabi se navedena napetost, temperatura vzorca pa mora biti vzdrževana v območju {{0}}.0 stopinj od 20 minut pred tlak se v zaprti komori zniža do konca preskusa. Zatesnjena komora se zniža iz normalnega tlaka na določen zračni tlak in se nato vrne na normalni tlak, med tem postopkom pa se spremlja, ali lahko testni vzorec normalno deluje. Frekvenca napetosti, uporabljene na preskusnem vzorcu mikrovezja, je v območju od DC do 20MHz. Pojav koronske razelektritve na napetostnem priključku se šteje za okvaro. Nizkotlačna vrednost testa ustreza nadmorski višini in je razdeljena na več stopenj. Na primer, vrednost zračnega tlaka na ravni A pri preskusu nizkega tlaka mikrovezja je 58 kPa, ustrezna višina pa 4572 m. Vrednost zračnega tlaka na ravni E je 1,1 kPa, ustrezna višina pa je 30480 m itd.
(5) Preskus odpornosti na vlago
Namen preskusa: Oceniti sposobnost mikrovezja, da se upre razpadu v vlažnih in vročih pogojih z uporabo pospešene obremenitve. Zasnovan je za tipična tropska podnebna okolja. Glavni mehanizmi razpada mikrovezja v vlažnih in vročih pogojih so korozija, ki jo povzročajo kemični procesi, in fizikalni procesi, ki jih povzroča potopitev, kondenzacija in zmrzovanje vodne pare, ki povzročajo rast mikrorazpok. Preskus preučuje tudi možnost pojava elektrolize ali poslabšanja elektrolize v materialih, ki sestavljajo mikrovezje, v vlažnih in vročih pogojih. Elektroliza bo spremenila odpornost izolacijskega materiala in oslabila njegovo sposobnost, da se upre dielektričnemu razpadu.
Preizkusni pogoji: Obstajata dve vrsti preskusov vročega bliska, in sicer preskus s spremenljivim vročim bliskom in stalni test vročega bliska. Preskus vročega bliska zahteva, da je vzorec, ki ga je treba testirati, v območju relativne vlažnosti od 90 % do 100 %. Potrebno je določeno časovno obdobje (običajno 2,5 ure), da se temperatura dvigne s 25 stopinj na 65 stopinj in jo vzdržuje več kot 3 ure; in nato znova Znotraj območja relativne vlažnosti od 80 % do 100 % uporabite določen čas (običajno 2,5 ure), da temperaturo znižate s 6 stopinj na 25 stopinj. Po drugem takem ciklu znižajte temperaturo pri morebitni vlažnosti. na -10 stopinj in ga hranite več kot 3 ure, preden se vrnete v stanje, kjer je temperatura 25 stopinj in relativna vlažnost enaka ali večja od 80 %. S tem se zaključi cikel sprememb krvi v vroče utripe, ki traja približno 24 ur.
Na splošno je treba za preskus odpornosti na vlago 10-krat izvesti zgoraj omenjeni velik cikel izmeničnih vročih valov. Med preskusom se na vzorec, ki se preskuša, uporablja določena napetost. Prostornina izmenjave zraka na minuto v preskusni komori mora biti večja od 5-kratne prostornine preskusne komore. Vzorec, ki ga je treba testirati, mora biti tisti, ki je bil podvržen nedestruktivnemu preskusu tesnosti svinca.
(6) Preskus s slanim pršenjem
Namen preskusa: Uporabite pospešeno metodo za oceno odpornosti proti koroziji izpostavljenih delov komponent v slanem pršilu, vlagi in vročih pogojih. Zasnovan je za tropska obmorska ali morska podnebna okolja. Komponente s slabo površinsko strukturo razjedajo izpostavljene dele pod solnim pršenjem, vlažnimi in vročimi pogoji.
Preskusni pogoji: Preskus s slanim pršenjem zahteva, da so izpostavljeni deli preskusnega vzorca v različnih smereh pod enakimi določenimi pogoji glede temperature, vlažnosti in stopnje usedanja prejete soli. Ta zahteva je izpolnjena z najmanjšo razdaljo med vzorci, nameščenimi v preskusni komori, in kotom, pod katerim so vzorci nameščeni.
Testna temperatura: Splošna zahteva je (35+-3)'C, stopnja usedanja soli v 24 urah pa je 2X104 mg/m2 ~ 5X104 mg/m2. Hitrost usedanja soli in vlažnost sta določeni s temperaturo in koncentracijo raztopine soli, ki ustvarja solno pršilo, in zračnim tokom, ki teče skozenj. Delež kisika in dušika v zračnem toku mora biti enak deležu zraka.
Preizkusni čas: na splošno je razdeljen na 24 ur, 48 ur, 96 ur in 240 ur.
(7) Preskus obsevanja
Namen testa: Oceniti delovno sposobnost mikrovezja v okolju z visokoenergijskim obsevanjem delcev. Vstop visokoenergijskih delcev v mikrovezja bo povzročil spremembe v mikrostrukturi, ki bodo povzročile napake ali ustvarile dodatne naboje ali tokove. Posledica tega je poslabšanje parametrov mikrovezja, zaklepanje, obračanje vezja ali udarni tok, ki povzroči izgorelost in okvaro. Obsevanje nad določeno mejo lahko povzroči trajno poškodbo mikrovezja.
Preskusni pogoji: Preskusi obsevanja mikrovezja vključujejo predvsem obsevanje nevtronov in obsevanje žarkov gama. Nadalje je razdeljen na preskus obsevanja s celotno dozo in preskus obsevanja s hitrostjo doze. Obsevanje s hitrostjo doze testira vsa obsevana testna mikrovezja v obliki impulzov. Pri preskusu morata biti niz odmerkov in skupna doza obsevanja strogo nadzorovana na podlagi različnih mikrovezij in različnih namenov testiranja. V nasprotnem primeru se vzorec poškoduje zaradi prekoračitve mejnega obsevanja ali pa iskane vrednosti praga ne bomo dosegli. Testi sevanja morajo imeti varnostne ukrepe za preprečevanje poškodb ljudi.
02. Življenjski preizkus
Test življenjske dobe je eden najpomembnejših in osnovnih elementov pri testiranju zanesljivosti. Izdelek postavi v posebne preskusne pogoje, da preveri, kako se njegova napaka (poškodba) spreminja s časom. S preskusom življenjske dobe lahko razumemo življenjske značilnosti izdelka, vzorce okvar, stopnje napak, povprečno življenjsko dobo in različne načine okvar, ki se lahko pojavijo med življenjskim preizkusom. Če se kombinira z analizo napak, je mogoče dodatno pojasniti glavne mehanizme napak, ki vodijo do napake izdelka, kar lahko služi kot osnova za načrtovanje zanesljivosti, napoved zanesljivosti, izboljšanje kakovosti novega izdelka ter določitev primernega presejanja in rutinskega (serijski garancijskega) testa pogoji.
Če se za skrajšanje časa preskusa lahko preskus izvede s povečanjem napetosti, ne da bi se spremenil mehanizem odpovedi, je to pospešen preizkus življenjske dobe. Raven zanesljivosti izdelkov je mogoče oceniti z življenjskimi testi, raven zanesljivosti novih izdelkov pa je mogoče izboljšati s povratnimi informacijami o kakovosti.
Namen življenjskega preizkusa: oceniti kakovost in zanesljivost izdelka pod določenimi pogoji in v celotnem delovnem času. Da bi bili rezultati testiranja bolj reprezentativni, mora biti število testiranih vzorcev zadostno.
Preizkusni pogoji: Preskus življenjske dobe mikrovezja je razdeljen na preskus življenjske dobe v stabilnem stanju, preskus občasne življenjske dobe in preskus simulirane življenjske dobe.
Preskus življenjske dobe v stabilnem stanju je preskus, ki ga je treba izvesti na mikrovezjih. Med preskusom mora biti vzorec, ki se preskuša, napajan z ustrezno močjo, da ostane v normalnem delovnem stanju. Nacionalni vojaški standard za preskusno okolje v stanju dinamičnega ravnovesja je temperatura okolja 125 C, čas pa 1000 ur. Pospešeno testiranje lahko poveča temperaturo in skrajša čas.
Temperatura ohišja napajalnega mikrovezja je na splošno višja od temperature okolja. Med preskusom lahko temperaturo okolja ohranjate nižje od 125 stopinj. Temperatura okolice ali temperatura ohišja preskusa življenjske dobe mikrovezja v stanju dinamičnega ravnovesja mora temeljiti na temperaturi spoja mikrovezja, ki je enaka nazivni temperaturi spoja.
Preskus občasne življenjske dobe zahteva prekinitev preskušanega mikrovezja pri določeni frekvenci ali nenadno uporabo prednapetosti in signala. Drugi preskusni pogoji so enaki kot pri preskusu življenjske dobe v stabilnem stanju.
Preizkus simulirane življenjske dobe je kombinirani preizkus, ki simulira okolje uporabe vezja. Njegove kombinirane obremenitve vključujejo mehanske, vlažnostne in nizkotlačne štiri obremenitvene teste: mehanske, temperaturne, vlažnostne in električne štiri obremenitvene teste itd.
03.Presejalni test
Preskušanje je neporušitveni test, ki v celoti pregleda izdelek. Namen je izbrati izdelke z določenimi značilnostmi ali odstraniti izdelke, ki zgodaj odpovejo, da bi izboljšali zanesljivost izdelka. Med proizvodnim procesom izdelkov se zaradi napak v materialu ali procesov izven nadzora pri nekaterih izdelkih pojavijo tako imenovane zgodnje napake ali okvare. Če je te napake ali okvare mogoče odpraviti zgodaj, je mogoče zagotoviti raven zanesljivosti izdelka pri dejanski uporabi.
Značilnosti presejalnih testov zanesljivosti:
1. Tovrsten test ni vzorčenje, ampak 100% test;
2. Ta test lahko izboljša splošno raven zanesljivosti kvalificiranih izdelkov, ne more pa izboljšati inherentne zanesljivosti izdelka, kar pomeni, da ne more podaljšati življenjske dobe vsakega izdelka;
3. Učinka presejanja ni mogoče ovrednotiti zgolj s stopnjo izločanja presejanja. Visoka stopnja izločanja je lahko posledica resnih napak v zasnovi, komponentah, postopkih itd. samega izdelka, lahko pa tudi zaradi previsoke intenzivnosti presejalnega stresa.
Nizka stopnja izločanja je lahko posledica majhnega števila napak na izdelku, lahko pa je tudi posledica intenzivnosti presejalnega stresa in nezadostnega preskusnega časa. Kakovost presejalne metode se običajno ocenjuje s stopnjo presejalne eliminacije Q in vrednostjo presejalnega učinka B: razumna presejalna metoda mora imeti visoko vrednost B in zmerno vrednost Q.
04 Test uporabe na terenu
Zgornji različni testi so bili izvedeni s simulacijo terenskih pogojev. Zaradi omejitev pogojev opreme lahko simulacijski preskusi pogosto uporabijo le eno obremenitev za izdelek, včasih pa se lahko uporabijo dvojne obremenitve. To se zelo razlikuje od okoljskih pogojev dejanske uporabe in zato ne uspe resnično in celovito izpostaviti kakovosti izdelka. Testiranje na terenu je drugačno, ker se izvaja na mestu uporabe, tako da lahko najbolj resnično odraža zanesljivost izdelka. Pridobljeni podatki imajo veliko vrednost za napovedovanje zanesljivosti izdelka, načrtovanje in garancijo. Testi uporabe na terenu igrajo večjo vlogo pri oblikovanju načrtov testiranja zanesljivosti, preverjanju metod testiranja zanesljivosti in ocenjevanju točnosti testa.
05 Identifikacijski test
Kvalifikacijsko testiranje je test, ki se izvaja za oceno stopnje zanesljivosti izdelka. To je načrt vzorčenja, razvit na podlagi teorije vzorčenja. Kvalifikacijski testi se izvajajo pod pogoji, ki zagotavljajo, da proizvajalci ne povzročijo zavrnitve izdelkov, ki izpolnjujejo standarde kakovosti.
Kvalifikacijski testi zanesljivosti so razdeljeni v dve kategoriji: ena je kvalifikacijski test zanesljivosti izdelka, druga pa kvalifikacijski testi zanesljivosti procesa (vključno z materialom).
Kvalifikacijski testi zanesljivosti izdelka se običajno izvajajo, ko sta zasnova in proizvodnja novega izdelka končana. Namen je oceniti, ali indikatorji izdelka v celoti izpolnjujejo konstrukcijske zahteve in oceniti, ali izdelek izpolnjuje vnaprej določene zahteve glede zanesljivosti. Vsebina preskusa je na splošno skladna s pregledom skladnosti kakovosti. Izvajajo se vse štiri skupine testov A, B, C in D, izdelki z zahtevami glede odpornosti proti sevanju pa morajo opraviti tudi teste skupine E. Kvalifikacijski testi zanesljivosti so potrebni tudi, kadar pride do pomembnih sprememb v zasnovi, strukturi, materialih ali postopkih izdelka.
Preskus kvalifikacije zanesljivosti procesa (vključno z materiali) se uporablja za oceno, ali lahko proizvodna linija z izbiro in nadzornimi zmogljivostmi materialov in procesov zagotovi kakovost in zanesljivost izdelanih izdelkov in ali lahko izpolni zahteve določene ravni zagotavljanja kakovosti. .
06.Drugo
(1) Preskus stalnega pospeška
Namen tega preskusa je oceniti sposobnost vezja, da prenese konstanten pospešek. Lahko razkrije okvare, ki jih povzroči nizka trdnost strukture mikrovezja in mehanske napake. Kot je odpadanje čipa, odprto vezje notranjega kabla, deformacija ohišja cevi, uhajanje zraka itd.
Preizkusni pogoji: V smeri odstranjevanja čipa mikrovezja, smeri stiskanja in smeri, ki je pravokotna na to smer, se uporablja konstanten pospešek, večji od 1 mm. Razpon vrednosti pospeška je običajno med 49000 m/s:-1225000m/sV5 000~125000z). Med preskusom mora biti ohišje mikrovezja togo pritrjeno na konstantni pospeševalnik.
(2) Preskus mehanskega udarca
Namen tega preskusa je oceniti sposobnost mikrovezja, da prenese mehanske udarce. To pomeni, da se oceni sposobnost mikrovezja, da prenese nenadno silo. Mikrovezja so lahko nenadoma obremenjena med nakladanjem, razkladanjem, transportom in delom na mestu. Na primer, mikrovezja bodo ob padcu ali trku izpostavljena nenadnim mehanskim obremenitvam. Te obremenitve lahko povzročijo odpadanje čipov mikrovezja, odprtje notranjih vodnikov, deformacijo ohišij cevi, puščanje zraka in druge okvare.
Preskusni pogoji: Med preskusom mora biti ohišje mikrovezja togo pritrjeno na podnožje preskusne naprave, zunanji vodi pa morajo biti zaščiteni. Pet polovičnih sinusnih mehanskih udarnih impulzov se uporabi za vsako smer izmeta čipa mikrovezja, smer stiskanja in smer, pravokotno na to smer. Najvišji obseg vrednosti pospeška udarnega impulza je običajno 4900m/s2~294 000m/s2 (500g~30000g). Trajanje impulza je 0,1 ms-1,0 ms, dovoljeno popačenje pa ni večje od 20 % najvišjega pospeška.
(3) Preskus mehanskih vibracij
Obstajajo štiri glavne vrste preskusov vibracij, in sicer preskus vibracij s frekvenco premikanja, preskus utrujenosti zaradi vibracij, preskus hrupa vibracij in preskus naključnih vibracij. Namen je oceniti strukturno trdnost in stabilnost električnih karakteristik mikrovezij v različnih pogojih nihanja.
Preskus vibracij s premikom frekvence povzroči, da mikrovezje vibrira s konstantno amplitudo, njegova najvišja vrednost pospeška pa je na splošno razdeljena na tri stopnje: 196 m/s: (20e), 490 m/s2 (50g) in 686m/s2 (70g). Frekvenca vibracij se s časom spreminja v območju od 20 Hz do 2000 Hz. Čas, potreben, da frekvenca vibracij preide od 20 Hz do 2 000HZ in nazaj do 20 Hz, ni krajši od 4 mm, in to je treba storiti petkrat v treh medsebojno pravokotnih smereh (ena od njih je pravokotna na čip) .
Preskus odpornosti proti vibracijam prav tako zahteva, da mikrovezje vibrira s konstantno amplitudo, vendar je njegova frekvenca vibracij fiksna, na splošno od deset do sto Hz, njegovi vrhovi pospeška pa so na splošno razdeljeni na 196ms2 (20g), 490m/s2 (50g) in 686ms2 ( 70g) Tretja prestava. To izvedite enkrat v vsaki od treh smeri, ki so pravokotne ena na drugo (ena smer je pravokotna na čip), čas za vsak čas pa je približno 32 ur.
Preizkusni pogoji naključnega preskusa vibracij so simulacija vibracij, ki se lahko pojavijo v različnih sodobnih terenskih okoljih. Amplituda naključnih nihanj ima Gaussovo porazdelitev. Razmerje med spektralno gostoto pospeška in frekvenco je specifično. Frekvenčno območje je od deset do 2000 HZ.
Preskusni pogoji pri preskusu vibracij in hrupa so v bistvu enaki kot pri preskusu pometanja z vibracijami. Ko je mikrovezje narejeno tako, da vibrira s konstantno amplitudo, njegova najvišja vrednost pospeška na splošno ni manjša od 196 m/s2 (20 g). Frekvenca vibracij se logaritmično spreminja s časom v območju od 20 HZ do 2000 Hz. Čas, ki je potreben, da frekvenca tresljajev preide iz 20 HZ na 2000 Hz in nazaj na 20 HZ, ni krajši od 4 minut, in to je treba storiti enkrat v treh medsebojno pravokotnih smereh (ena od njih je pravokotna na čip).
Toda mikrovezje mora uporabljati določeno napetost in tok. Izmerite, ali največja izhodna napetost hrupa pri določeni upornosti obremenitve presega navedeno vrednost med preskusom.