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高低温试验箱在电子元器件行业的应用简介

高低温试验箱在电子元器件行业的应用简介插图

     高低温试验箱用于电子电器元件、自动化元件、通讯元件、汽车零部件、金属、化工材料、塑料等行业、国防工业、航空航天、军工行业、BGA、PCB基板、电子芯片IC、半导体陶瓷和高分子材料的物理变化,测试材料对高低温的反复抵抗,以及产品因热胀冷缩引起的化学变化或物理损坏,可以确认产品的质量,从精密IC到重型机械全部采用元器件,是各领域产品测试不可缺少的测试箱。

     电子元件是整机的基础。在制造过程中,由于制造过程的固有缺陷或控制不当,可能会导致与时间或应力相关的故障。为保证整批元器件的可靠性,满足整机要求,在使用条件下可能出现初始失效的元器件必须拆除。元件故障率随时间变化的过程可以用类似于“浴盆曲线”的故障率曲线来描述。早期故障率随着时间的增加迅速下降,使用寿命内(或意外故障期)的故障率基本不变。

 

     1. 高温储存

     电子元器件的故障大部分是由机体和表面的各种物理化学变化引起的,与温度密切相关。温度升高后,化学反应速度大大加快,失效过程也加快。从而使有缺陷的元器件能够及时暴露出来并去除。

     高温筛选广泛应用于半导体器件中。可有效消除具有表面污染、键合不良、氧化层缺陷等失效机制的器件。通常在最高结温下储存 24 至 168 小时。

     高温筛分简单易行,成本不大,可以在很多元件上实施。经过高温储存后,可以稳定元件的参数性能,减少使用中的参数漂移。应适当选择各种部件的热应力和筛选时间,以避免出现新的失效机制。

     2.电源电老化

     筛选时,在热电应力的共同作用下,可以很好地暴露元器件本体和表面的各种潜在缺陷,是可靠性筛选的一项重要内容。

     各种电子元件通常在额定功率条件下老化数小时至168小时。有些产品,比如集成电路,是不能随意改动的。然而,高温工作可用于提高工作结温并达到高应力状态。应适当地选择部件的电应力,这可以等于或略高于额定条件,但不能引入新的失效机制。

     电源老化需要专门的测试设备,成本高,筛选时间不宜过长。民用产品通常需要几个小时,军用高可靠产品可以选择100、168小时,航天级部件可以选择240小时甚至更长的时间。

     3. 温度循环

     电子产品在使用过程中会遇到不同的环境温度条件。在热胀冷缩的应力作用下,热匹配性能差的元件很可能会失效。温度循环筛选利用极高温与极低温之间的热胀冷缩应力,可有效剔除具有热性能缺陷的产品。常用的组分筛选条件为-55~+125℃,循环5-10次。

     4、元件筛选的必要性

     电子元器件的内在可靠性取决于产品的可靠性设计。在产品的制造过程中,由于人为因素或原材料、工艺条件、设备条件的波动,最终产品无法全部达到预期的内在可靠性。

     在每一批成品中,总有一些产品存在一些潜在的缺陷和弱点,这些潜在的缺陷和弱点在一定的应力条件下表现为早期失效。早期失效的部件的平均寿命比正常产品短得多。

     电子设备能否可靠工作,取决于电子元器件能否可靠工作。如果在整机和设备上安装早期故障部件,则整机和设备的早期故障率将大大增加,其可靠性达不到要求,而且维修费用很高。

     因此,在将电子元件安装到整机和设备上之前,必须尽量排除早期故障的元件。为此,必须筛选组件。根据国内外的筛选经验,有效的筛选可以将元器件的总故障率降低1-2个数量级。因此,无论是军用产品还是民用产品,筛选都是保证可靠性的重要手段。