Over het algemeen worden tests die worden uitgevoerd om de betrouwbaarheid van elektronische producten te evalueren en analyseren, betrouwbaarheidstests genoemd. Om de kwaliteit van het product te voorspellen vanaf het moment dat het de fabriek verlaat tot het einde van zijn levensduur, na het selecteren van een omgevingsbelasting die sterk lijkt op de marktomgeving. Het belangrijkste doel van het instellen van het omgevingsbelastingniveau en de toepassingstijd is het correct beoordelen van de productbetrouwbaarheid in de kortst mogelijke tijd.
De betrouwbaarheidstest is bedoeld om te bepalen of de producten die de betrouwbaarheidskwalificatietest hebben doorstaan en worden overgebracht naar massaproductie, voldoen aan de gespecificeerde betrouwbaarheidseisen onder gespecificeerde omstandigheden, en om te verifiëren of de betrouwbaarheid van het product verandert met het proces, de gereedschappen, de werkstroom, en onderdelen tijdens massaproductie. Afgenomen vanwege veranderingen in kwaliteit en andere factoren. Alleen hierdoor kunnen de productprestaties worden vertrouwd en kan de productkwaliteit uitstekend zijn.
Elektronische productbetrouwbaarheidstestclassificatie
01. Milieutest
Sommige betrouwbaarheidsmonografieën plaatsen monsters in natuurlijke of kunstmatig gesimuleerde opslag-, transport- en werkomgevingen, gezamenlijk aangeduid als milieutests. Ze worden gebruikt om de prestaties van producten in verschillende omgevingen te beoordelen (trillingen, schokken, centrifugeren, temperatuur, thermische schokken, opvliegers). Het vermogen om zich aan te passen aan omstandigheden zoals zoutnevel, lage luchtdruk, enz. is een van de belangrijkste tests methoden om de betrouwbaarheid van producten te evalueren. Over het algemeen zijn er voornamelijk de volgende typen:
(1) Stabiliteitsbakken, dat wil zeggen opslagtest bij hoge temperatuur
Testdoel: het evalueren van de impact van opslag bij hoge temperaturen op producten zonder elektrische spanning uit te oefenen. Producten met ernstige gebreken bevinden zich in een niet-evenwichtstoestand, wat een onstabiele toestand is. Het transitieproces van een niet-evenwichtstoestand naar een evenwichtstoestand is niet alleen een proces dat het falen van producten met ernstige gebreken teweegbrengt, maar ook een transitieproces dat producten van een onstabiele toestand naar een stabiele toestand bevordert. .
Deze overgang is over het algemeen een fysische en chemische verandering, en de snelheid ervan volgt de Arrhenius-formule en neemt exponentieel toe met de temperatuur. Het doel van stress bij hoge temperaturen is om de tijd van deze verandering te verkorten. Daarom kan dit experiment worden beschouwd als een proces om de productprestaties te stabiliseren.
Testomstandigheden: Over het algemeen wordt gekozen voor een constante temperatuurbelasting en houdtijd. Het temperatuurstressbereik van de microschakeling bedraagt 75 graden tot 400 graden en de testtijd bedraagt meer dan 24 uur. Voor en na de test moet het te testen monster een bepaalde tijd in een standaard testomgeving worden geplaatst, met een temperatuur van 25 ± 10 graden en een luchtdruk van 86 kPa ~ 100 kPa. In de meeste gevallen moet de eindpunttest binnen een bepaalde tijd na de test worden voltooid.
(2) Temperatuurcyclustest
Testdoel: Het beoordelen van het vermogen van het product om bestand te zijn tegen een bepaalde snelheid van temperatuurverandering en zijn vermogen om bestand te zijn tegen extreem hoge en extreem lage temperaturen. Deze wordt ingesteld op basis van de thermomechanische eigenschappen van het product. Wanneer de materialen waaruit de componenten van het product bestaan een slechte thermische aanpassing hebben, of de interne spanning van het component groot is, kan de temperatuurcyclustest productstoringen veroorzaken, veroorzaakt door de verslechtering van mechanische structurele defecten. Zoals luchtlekkage, breuk van de binnendraad, chipscheuren, enz.
Testomstandigheden: Uitgevoerd in een gasomgeving. Het regelt voornamelijk de temperatuur en tijd waarop het product zich op hoge en lage temperaturen bevindt, en de snelheid van de conversie van hoge en lage temperaturen. De gascirculatie in de testkamer, de positie van de temperatuursensor en de warmtecapaciteit van de armatuur zijn allemaal belangrijke factoren om de testomstandigheden te garanderen.
Het controleprincipe is dat de temperatuur, tijd en conversiesnelheid die vereist zijn voor de test betrekking hebben op het product dat wordt getest, en niet op de lokale omgeving van de test. De schakeltijd van de microschakeling mag niet meer dan 1 minuut bedragen en de houdtijd bij hoge of lage temperatuur is niet minder dan 10 minuten; de lage temperatuur is -55 graad of -65-10 graad , en de hoge temperatuur varieert van 85+10 graad tot 300+10 graad .
(3) Thermische schoktest
Testdoel: Het beoordelen van het vermogen van het product om drastische temperatuurveranderingen te weerstaan, dat wil zeggen om grote temperatuurveranderingen te weerstaan. De test kan productstoringen veroorzaken die worden veroorzaakt door mechanische structurele defecten en achteruitgang. Het doel van de thermische schoktest en de temperatuurcyclustest zijn in principe hetzelfde, maar de omstandigheden van de thermische schoktest zijn veel strenger dan de temperatuurcyclustest.
(4) Lagedruktest
Testdoel: Het beoordelen van het aanpassingsvermogen van het product aan werkomgevingen met lage druk (zoals werkomgevingen op grote hoogte). Wanneer de luchtdruk afneemt, zal de isolatiesterkte van de lucht of isolatiematerialen verzwakken; corona-ontlading, verhoogd diëlektrisch verlies en ionisatie zullen gemakkelijk optreden; de afname van de luchtdruk zal de omstandigheden voor warmteafvoer verslechteren en de temperatuur van de componenten verhogen. Deze factoren zullen ervoor zorgen dat het testmonster zijn gespecificeerde functies verliest onder lage drukomstandigheden, en soms permanente schade veroorzaken.
Testomstandigheden: Het te testen monster wordt in een afgesloten kamer geplaatst, de gespecificeerde spanning wordt toegepast en de monstertemperatuur moet binnen het bereik van {{0}},0 graden worden gehouden vanaf 20 minuten vóór de druk wordt in de afgesloten kamer verlaagd tot het einde van de test. De afgesloten kamer wordt verlaagd van normale druk naar de gespecificeerde luchtdruk en vervolgens weer teruggebracht naar normale druk, en tijdens dit proces wordt gecontroleerd of het testmonster normaal kan werken. De frequentie van de spanning die op het testmonster van de microschakeling wordt toegepast, ligt in het bereik van DC tot 20 MHz. Het optreden van corona-ontlading op de spanningsterminal wordt als een storing beschouwd. De lagedrukwaarde van de test komt overeen met de hoogte en is verdeeld in verschillende niveaus. De luchtdrukwaarde op A-niveau van de lagedruktest op microcircuits is bijvoorbeeld 58 kPa en de overeenkomstige hoogte is 4572 m. De luchtdrukwaarde op E-niveau is 1,1 kPa en de overeenkomstige hoogte is 30480 m, enz.
(5) Vochtbestendigheidstest
Testdoel: het evalueren van het vermogen van microcircuits om weerstand te bieden aan verval onder vochtige en warme omstandigheden door versnelde spanning uit te oefenen. Het is ontworpen voor typische tropische klimaatomgevingen. De belangrijkste mechanismen voor het verval van microcircuits onder vochtige en warme omstandigheden zijn corrosie veroorzaakt door chemische processen en fysische processen veroorzaakt door onderdompeling, condensatie en bevriezing van waterdamp die de groei van microscheuren veroorzaken. De test onderzoekt ook de mogelijkheid dat elektrolyse optreedt of verergert in de materialen waaruit de microschakeling bestaat onder vochtige en warme omstandigheden. Elektrolyse zal de weerstand van het isolatiemateriaal veranderen en het vermogen ervan om diëlektrische doorslag te weerstaan verzwakken.
Testomstandigheden: Er zijn twee soorten opvliegertests, namelijk de variabele opvliegertest en de constante opvliegertest. Voor de hot flash-test moet het te testen monster zich in een relatieve vochtigheidsbereik van 90% tot 100% bevinden. Het duurt een bepaalde tijd (meestal 2,5 uur) om de temperatuur van 25 graden naar 65 graden te verhogen en deze langer dan 3 uur vast te houden; en dan weer Binnen het bereik van de relatieve vochtigheid van 80% tot 100% dient u een bepaalde periode (doorgaans 2,5 uur) te gebruiken om de temperatuur te laten dalen van 6s graden naar 25 graden. Verlaag na nog een dergelijke cyclus de temperatuur bij elke luchtvochtigheid. tot -10 graad en bewaar deze gedurende meer dan 3 uur voordat u terugkeert naar een toestand waarin de temperatuur 25 graden is en de relatieve vochtigheid gelijk is aan of groter is dan 80%. Hiermee wordt een cyclus van bloedveranderingen in opvliegers voltooid, die ongeveer 24 uur duurt.
Over het algemeen moet voor een vochtbestendigheidstest de bovengenoemde grote cyclus van afwisselende opvliegers 10 keer worden uitgevoerd. Tijdens de test wordt een bepaalde spanning op het te testen monster aangebracht. Het luchtuitwisselingsvolume per minuut in de testkamer moet groter zijn dan vijf keer het volume van de testkamer. Het te testen monster moet een niet-destructief looddichtheidsonderzoek hebben ondergaan.
(6) Zoutsproeitest
Testdoel: Gebruik een versnelde methode om de corrosieweerstand van blootgestelde delen van componenten onder zoutnevel, vochtigheid en warme omstandigheden te evalueren. Het is ontworpen voor tropische kust- of offshore-klimaatomgevingen. Componenten met een slechte oppervlaktestructuur zullen blootgestelde onderdelen aantasten onder zoutnevel, vochtige en warme omstandigheden.
Testomstandigheden: De zoutsproeitest vereist dat de blootgestelde delen van het testmonster in verschillende richtingen zich onder dezelfde gespecificeerde omstandigheden moeten bevinden wat betreft temperatuur, vochtigheid en ontvangen zoutafzettingssnelheid. Aan deze eis wordt voldaan door de minimale afstand tussen de in de testkamer geplaatste monsters en de hoek waaronder de monsters worden geplaatst.
Testtemperatuur: De algemene vereiste is (35+-3)'C en de snelheid van de zoutafzetting binnen 24 uur is 2X104mg/m2~5X104mg/m2. De zoutafzettingssnelheid en vochtigheid worden bepaald door de temperatuur en concentratie van de zoutoplossing die de zoutnevel genereert en de luchtstroom die er doorheen stroomt. Het aandeel zuurstof en stikstof in de luchtstroom moet hetzelfde zijn als dat van lucht.
Testtijd: doorgaans verdeeld in 24 uur, 48 uur, 96 uur en 240 uur.
(7) Bestralingstest
Testdoel: het beoordelen van het werkvermogen van de microschakeling in een omgeving met hoogenergetische deeltjesbestraling. Het binnendringen van hoogenergetische deeltjes in microcircuits zal veranderingen in de microstructuur veroorzaken die defecten veroorzaken of extra ladingen of stromen genereren. Dit resulteert in verslechtering van de microcircuitparameters, vergrendeling, circuitomslag of stroomstoot, waardoor doorbranden en falen ontstaat. Bestraling boven een bepaalde limiet kan permanente schade aan microcircuits veroorzaken.
Testomstandigheden: Bestralingstests met microcircuits omvatten hoofdzakelijk neutronenbestraling en gammastraling. Het is verder onderverdeeld in een bestralingstest met een totale dosis en een bestralingstest met een dosistempo. Dosistempo-bestraling test alle bestraalde testmicrocircuits in de vorm van pulsen. Tijdens de test moeten de dosisreeks en de totale bestralingsdosis strikt worden gecontroleerd op basis van verschillende microcircuits en verschillende testdoeleinden. Anders zal het monster beschadigd raken doordat de bestraling de limiet overschrijdt, of zal de gezochte drempelwaarde niet worden bereikt. Stralingstests moeten veiligheidsmaatregelen omvatten om menselijk letsel te voorkomen.
02. Levenstest
Levensduurtest is een van de belangrijkste en meest fundamentele items bij het testen van betrouwbaarheid. Het plaatst het product onder specifieke testomstandigheden om te onderzoeken of de defecten (schade) in de loop van de tijd veranderen. Door de levensduurtest kunnen we inzicht krijgen in de levenskenmerken, faalpatronen, faalpercentages, gemiddelde levensduur en verschillende faalwijzen van het product die tijdens de levensduurtest kunnen optreden. In combinatie met faalanalyse kunnen de belangrijkste faalmechanismen die tot productfalen leiden verder worden verduidelijkt, wat kan dienen als basis voor betrouwbaarheidsontwerp, betrouwbaarheidsvoorspelling, verbetering van de kwaliteit van nieuwe producten en bepaling van redelijke screening en routinematige (batchgarantie) tests. voorwaarden.
Als, om de testtijd te verkorten, de test kan worden uitgevoerd door de spanning te verhogen zonder het faalmechanisme te veranderen, is er sprake van een versnelde levensduurtest. Het betrouwbaarheidsniveau van producten kan worden geëvalueerd door middel van levensduurtests, en het betrouwbaarheidsniveau van nieuwe producten kan worden verbeterd door middel van kwaliteitsfeedback.
Doel van de levensduurtest: Om de kwaliteit en betrouwbaarheid van het product te beoordelen onder gespecificeerde omstandigheden en gedurende de gehele werktijd. Om de testresultaten beter representatief te maken, moet het aantal geteste monsters voldoende zijn.
Testomstandigheden: De levensduurtest van de microschakeling is onderverdeeld in een stabiele levensduurtest, een intermitterende levensduurtest en een gesimuleerde levensduurtest.
De steady-state levensduurtest is een test die op microcircuits moet worden uitgevoerd. Tijdens de test moet het te testen monster van voldoende stroom worden voorzien om het in normale werkingstoestand te houden. De nationale militaire standaard steady-state levenstestomgevingstemperatuur is 125C en de tijd is 1000 uur. Versneld testen kan de temperatuur verhogen en de tijd verkorten.
De temperatuur van de behuizing van de vermogensmicroschakeling is over het algemeen hoger dan de omgevingstemperatuur. Tijdens de test kan de omgevingstemperatuur lager dan 125 graden worden gehouden. De omgevingstemperatuur of temperatuur van de behuizing van de test van de stationaire levensduur van de microschakeling moet gebaseerd zijn op het feit dat de junctietemperatuur van de microschakeling gelijk is aan de nominale junctietemperatuur.
De intermitterende levensduurtest vereist het uitschakelen van de te testen microschakeling op een bepaalde frequentie of het plotseling aanleggen van een voorspanning en signaal. Andere testomstandigheden zijn hetzelfde als de steady-state levensduurtest.
De gesimuleerde levensduurtest is een combinatietest die de toepassingsomgeving van het circuit simuleert. De gecombineerde spanningen omvatten vier mechanische, vochtigheids- en lagedrukstresstests: mechanische, temperatuur-, vochtigheids- en elektrische vier stresstests, enz.
03. Screeningtest
Screeningtesten zijn een niet-destructieve test die het product volledig inspecteert. Het doel is om producten met bepaalde kenmerken te selecteren of producten die vroegtijdig falen te elimineren, om zo de betrouwbaarheid van het product te verbeteren. Tijdens het productieproces van producten treden bij sommige producten, als gevolg van materiaalfouten of uit de hand gelopen processen, zogenaamde vroege defecten of storingen op. Als deze defecten of storingen vroegtijdig kunnen worden verholpen, kan het betrouwbaarheidsniveau van het product bij feitelijk gebruik worden gegarandeerd.
Kenmerken van betrouwbaarheidsscreeningstests:
1. Dit soort test is geen steekproef, maar een 100%-test;
2. Deze test kan het algehele betrouwbaarheidsniveau van gekwalificeerde producten verbeteren, maar kan de inherente betrouwbaarheid van het product niet verbeteren, dat wil zeggen dat de levensduur van elk product niet kan worden verlengd;
3. Het screeningseffect kan niet eenvoudigweg worden beoordeeld aan de hand van het screeningseliminatiepercentage. Het hoge eliminatiepercentage kan te wijten zijn aan ernstige gebreken in het ontwerp, de componenten, de processen, enz. van het product zelf, maar het kan ook te wijten zijn aan een te hoge screeningspanningsintensiteit.
Het lage eliminatiepercentage kan te wijten zijn aan weinig productdefecten, maar kan ook veroorzaakt worden door de intensiteit van de screeningsstress en onvoldoende testtijd. De kwaliteit van de screeningsmethode wordt doorgaans beoordeeld aan de hand van de screeningseliminatiesnelheid Q en de screeningseffect B-waarde: een redelijke screeningsmethode moet een grote B-waarde en een gematigde Q-waarde hebben.
04Test in het veld
De bovengenoemde verschillende tests zijn uitgevoerd door veldomstandigheden te simuleren. Vanwege de beperkingen van de apparatuuromstandigheden kunnen simulatietests vaak slechts één enkele spanning op het product uitoefenen, en soms kunnen dubbele spanningen worden toegepast. Dit wijkt sterk af van de daadwerkelijke gebruiksomgevingsomstandigheden en slaagt er daarom niet in om de kwaliteit van het product waarheidsgetrouw en volledig bloot te leggen. Testen in het veld zijn anders omdat ze worden uitgevoerd op de plaats van gebruik, zodat ze de betrouwbaarheid van het product het beste kunnen weerspiegelen. De verkregen gegevens zijn van grote waarde voor de voorspelling, het ontwerp en de garantie van de productbetrouwbaarheid. Veldgebruikstests spelen een grotere rol bij het formuleren van betrouwbaarheidstestplannen, het verifiëren van betrouwbaarheidstestmethoden en het evalueren van de testnauwkeurigheid.
05 Identificatietest
Kwalificatietesten zijn tests die worden uitgevoerd om het betrouwbaarheidsniveau van een product te beoordelen. Het is een bemonsteringsplan ontwikkeld op basis van de bemonsteringstheorie. Kwalificatietesten worden uitgevoerd onder omstandigheden die ervoor zorgen dat producenten er niet voor zorgen dat producten die aan de kwaliteitsnormen voldoen, worden afgekeurd.
Betrouwbaarheidskwalificatietests zijn onderverdeeld in twee categorieën: de ene zijn kwalificatietests voor productbetrouwbaarheid en de andere zijn kwalificatietests voor procesbetrouwbaarheid (inclusief materiaal).
Kwalificatietests voor productbetrouwbaarheid worden over het algemeen uitgevoerd wanneer het ontwerp en de productie van nieuwe producten zijn afgerond. Het doel is om te beoordelen of de productindicatoren volledig voldoen aan de ontwerpeisen en om te beoordelen of het product voldoet aan de vooraf bepaalde betrouwbaarheidseisen. De inhoud van de test komt over het algemeen overeen met de kwaliteitscontrole. Alle vier de groepen tests A, B, C en D worden uitgevoerd, en producten met vereisten voor de intensiteit van de stralingsweerstand moeten ook tests van groep E ondergaan. Betrouwbaarheidskwalificatietests zijn ook vereist als er significante veranderingen zijn in het ontwerp, de structuur, de materialen of de processen van het product.
De betrouwbaarheidskwalificatietest van processen (inclusief materialen) wordt gebruikt om te beoordelen of de selectie- en controlemogelijkheden van materialen en processen van de productielijn de kwaliteit en betrouwbaarheid van de vervaardigde producten kunnen garanderen, en of deze kan voldoen aan de eisen van een bepaald kwaliteitsborgingsniveau. .
06.Anderen
(1)Constante acceleratietest
Het doel van deze test is om het vermogen van het circuit om constante acceleratie te weerstaan te evalueren. Het kan storingen blootleggen die worden veroorzaakt door een lage structurele sterkte van de microcircuits en mechanische defecten. Zoals chip die eraf valt, open circuit van de binnenleiding, vervorming van de buismantel, luchtlekkage, enz.
Testomstandigheden: Er wordt een constante versnelling van meer dan 1 mm toegepast in de richting waarin de chip van de microschakeling wordt verwijderd, de compressierichting en de richting loodrecht op deze richting. Het versnellingswaardebereik ligt doorgaans tussen 49.000 m/s:-1225000m/sV5 000~125.000z). Tijdens de test moet de behuizing van de microschakeling stevig op de constante versneller worden bevestigd.
(2) Mechanische botsproef
Het doel van deze test is om het vermogen van de microschakeling om mechanische schokken te weerstaan te beoordelen. Dat wil zeggen, het vermogen van de microschakeling om plotselinge krachten te weerstaan wordt beoordeeld. Microcircuits kunnen plotseling onder spanning komen te staan tijdens het laden, lossen, transport en werkzaamheden op locatie. Microschakelingen zullen bijvoorbeeld onderhevig zijn aan plotselinge mechanische spanning wanneer ze vallen of botsen. Deze spanningen kunnen ervoor zorgen dat chips van microcircuits eraf vallen, dat binnenleidingen opengaan, dat buisomhulsels vervormen, dat er lucht lekt en dat er andere storingen optreden.
Testomstandigheden: Tijdens de test moet de schaal van de microschakeling stevig op de testbankbasis worden bevestigd en moeten de buitenste kabels worden beschermd. Vijf mechanische schokpulsen met een halve sinusgolf worden toegepast op elk van de chipuitwerprichting van de microschakeling, de drukrichting en de richting loodrecht op deze richting. Het piekversnellingswaardebereik van de impactpuls is doorgaans 4900m/s2~294 000m/s2 (500g~30.000g). De pulsduur is 0,1 ms-1,0 ms en de toegestane vervorming is niet groter dan 20% van de piekversnelling.
(3) Mechanische trillingstest
Er zijn vier hoofdtypen trillingstests, namelijk de trillingstest met frequentie, de trillingsvermoeidheidstest, de trillingsruistest en de willekeurige trillingstest. Het doel is om de structurele stevigheid en de stabiliteit van de elektrische kenmerken van microschakelingen onder verschillende trillingsomstandigheden te beoordelen.
De frequentiezwaai-trillingstest zorgt ervoor dat de microschakeling met constante amplitude trilt, en de versnellingspiekwaarde wordt over het algemeen verdeeld in drie niveaus: 196 m/s: (20e), 490 m/s2 (50g) en 686 m/s2 (70g). De trillingsfrequentie verandert met de tijd in het bereik van 20 Hz tot 2000 Hz. De tijd die nodig is om de trillingsfrequentie van 20 Hz naar 2 000HZ en terug naar 20 Hz te laten gaan, is niet minder dan 4 mm, en dit moet vijf keer gebeuren in drie onderling loodrechte richtingen (waarvan er één loodrecht op de chip staat) .
De trillingsvermoeidheidstest vereist ook dat de microschakeling trilt met een constante amplitude, maar de trillingsfrequentie is vast, doorgaans tientallen tot honderden Hz, en de versnellingspieken zijn doorgaans verdeeld in 196 ms2 (20 g), 490 m/s2 (50 g) en 686 ms2 ( 70g) Derde versnelling. Voer dit één keer uit in elk van de drie richtingen die loodrecht op elkaar staan (één richting staat loodrecht op de chip), en de tijd voor elke keer is ongeveer 32 uur.
De testomstandigheden van de willekeurige trillingstest zijn bedoeld om de trillingen te simuleren die kunnen optreden in verschillende moderne veldomgevingen. De amplitude van willekeurige trillingen heeft een Gaussiaanse verdeling. De relatie tussen de spectrale versnellingsdichtheid en de frequentie is specifiek. Het frequentiebereik loopt van tientallen tot 2000 Hz.
De testomstandigheden van de trillings- en geluidstest zijn in principe dezelfde als die van de veegtrillingstest. Wanneer men de microschakeling met constante amplitude laat trillen, bedraagt de versnellingspiekwaarde doorgaans niet minder dan 196 m/s2 (20 g). De trillingsfrequentie verandert logaritmisch met de tijd in het bereik van 20 Hz tot 2000 Hz. De tijd die nodig is om de trillingsfrequentie van 20 Hz naar 2000 Hz en terug naar 20 Hz te laten gaan, bedraagt niet minder dan 4 minuten, en dit moet één keer in drie onderling loodrechte richtingen worden gedaan (waarvan er één loodrecht op de chip staat).
Maar de microschakeling moet een gespecificeerde spanning en stroom toepassen. Meet tijdens de test of de maximale geluidsuitgangsspanning bij de gespecificeerde belastingsweerstand de gespecificeerde waarde overschrijdt.