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Temperaturzyklustest Hauptpunkte

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Temperaturzyklustest Hauptpunkte

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Umweltfaktoren haben einen großen Einfluss auf die Produktzuverlässigkeit, und die meisten Produktausfälle werden durch Umweltfaktoren verursacht1 Bei fast 20 Umweltfaktoren macht der Einfluss der Temperatur etwa 40 % des Gesamtanteils der Umweltfaktoren aus. Daher ist es wichtig, die geeigneten Parameter entsprechend den Eigenschaften der Probe und der Prüfkammer selbst auszuwählen, damit die Wirkung der Temperaturzyklusprüfung optimal ist. Derzeit sind die Normen für den Temperaturzyklustest MIL-STD-883G 1010.8, JESD22-A104-B usw., aber die Parameter in den einzelnen Normen unterscheiden sich, so dass die Analyse der Schlüsselparameter des Temperaturzyklustests und die Auswahl geeigneter Normen von großer Bedeutung sind, um die Zuverlässigkeit elektronischer Produkte zu verbessern und die Qualität der Produkte zu überwachen.

1.Temperaturwechseltest-Norm

Bei der Temperaturwechselprüfung wird die Probe in die Prüfkammer mit wechselnder Temperatur gelegt, so dass die Probe ständig wechselnden hohen und niedrigen Temperaturen ausgesetzt ist. Die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Materialien werden genutzt, um die Probe durch die Einwirkung von Wärmespannungen zu verformen; bei der kontinuierlichen Dehnung und Extrusion werden die fehlerhaften Stellen durch die Belastung des Temperaturzyklus unter der Einwirkung von Spannungserhöhungen kontinuierlich ausgedehnt und führen schließlich zum Versagen. Daher können die potenziellen Defekte des Produkts durch den Temperaturzyklustest effizient und ausreichend verstärkt werden, um das Produkt zu eliminieren, das für einen frühen Ausfall anfällig ist, und der Test wird hauptsächlich für die elektrischen und mechanischen Eigenschaften elektronischer Komponenten verwendet.

Gegenwärtig werden bei Temperaturzyklustests vor allem die Normen MIL-STD-883G 1010.8 und JESD22-A104-B verwendet.

MIL-STD-883G ist die neueste Version des U.S. militär-Standard "Microelectronic Device Test Method Standard", MIL-STD-883 seit seiner Einführung im Jahr 1968 hat sich bis zum heutigen G-Version entwickelt, nach fast 20-mal der Verbesserung, zunächst vor allem für militärische Ausrüstung, deren Inhalt umfasst mikroelektronische Gerät Materialprüfung und -kontrolle, Design Inspektion Kontrolle, Prozess-Inspektion und Kontrolle, Screening, Identifizierung und Qualität Konsistenz und anderen Bereichen, die Verbesserung der mikroelektronischen Gerät Zuverlässigkeit hat eine wichtige Rolle, heute, MIL-STD-883 wurde als Modell für viele nationale Normen bei der Prüfung von hoch zuverlässigen mikroelektronischen Geräten verwendet

JESD22 ist der Teil der JEDEC-Norm für Umweltbelastungstests. JEDEC ist die führende Norm für die Mikroelektronikindustrie und wurde für die weltweite Mikroelektronikindustrie entwickelt, bei der Formulierung hat sich die JEDEC stets an den Grundsätzen der Fairness, Effizienz und Wirtschaftlichkeit orientiert und ist bestrebt, die Interoperabilität von Produkten zu gewährleisten, die Zeit bis zur Markteinführung von Produkten zu verkürzen und die Entwicklungskosten zu senken. Zu den wichtigsten Funktionen gehören Begriffe, Definitionen, Beschreibung und Funktionsweise von Produktmerkmalen, Verpackung, Prüfverfahren, produktionsunterstützende Funktionen, Produktqualität und Zuverlässigkeit usw.

2.Wichtige Parameter

Bei elektronischen Produkten variiert die Auswirkung von Umweltbelastungen, die durch periodische Temperaturänderungen auf die Probe verursacht werden, je nach Testeffekt, was zu großen Unterschieden in den mechanischen Eigenschaften der Probe führt (z. B. Wärmeausdehnungskoeffizient, Wärmeleitfähigkeitskoeffizient, Elastizitätsmodul), usw.

Beim Temperaturzyklustest sind die wichtigsten Parameter, die sich auf den Testeffekt auswirken, der Temperaturänderungsbereich, die Temperaturrate der Testkammer, die Expositionszeit der Probe bei hoher oder niedriger Temperatur, die Umwandlungszeit und die Anzahl der Testzyklen, die in MIL-STD-883G 1010.8 und JESD22-A104-B angegeben sind, aber es gibt gewisse Unterschiede

(1) Temperaturbereich

Der Temperaturbereich bezieht sich auf die Differenz zwischen der oberen Grenztemperatur T und der unteren Grenztemperatur T. Grundsätzlich gilt: Je größer der Wert, desto besser, denn je höher die Temperatur, desto größer ist die Wechselwirkung zwischen thermischer Spannung und thermischer Ermüdung, die gleichzeitig auf die Probe einwirkt, und desto höher ist auch die Effizienz bei der Beseitigung von Frühausfällen, bei einigen Werkstoffen kann jedoch, wenn die Temperatur einen bestimmten Wert erreicht, ein Versagensmechanismus ausgelöst werden, der in der Regel im Entwurfsprozess nicht berücksichtigt wird, und aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten kann es bei der Prüfung unter verschiedenen Temperaturbedingungen leicht zu einem vorzeitigen Versagen des Produkts kommen.

Darüber hinaus ist der Test der Heizung und Kühlung leicht zu produzieren Kondensation oder Frost Phänomen in den Komponenten oder Ausrüstung, die die Probe zusätzlichen Stress geben wird, so dass die Wahl des Temperaturbereichs hängt von der spezifischen Situation des Produkts, die Prüftemperatur kann nicht zu hoch noch zu niedrig sein, sollte nicht schaden, die normale Produkt unter der Prämisse der Auswahl der maximalen Temperaturbereich, in der Regel zwischen einem 55 ° C ~ +125 ° C.

Aufgrund der unterschiedlichen Objekte der ursprünglichen Anwendung der Norm, der Temperaturbereich ist nicht das gleiche MIL-STD-883G war ursprünglich vor allem für militärische Ausrüstung, so dass die Temperatur Vorschriften sind strenger, und JESD22-A104-B ist eine globale elektronische Produkte, relativ gesehen, ist es entspannter als MIL-STD-883G, MIL-STD-883G3 Der hohe Temperaturbereich ist fast doppelt so hoch wie die von JESD22-A104-B. Bei der Auswahl der Temperatur, sollte die Betriebsumgebung und die Verwendung des Systems, MIL-STD883G 1010.8 bei der Verwendung von zivilen elektronischen Produkten, wenn die Temperatur auf 55 ° C ~ +125 ° C. Die Wahl der Temperatur hat einen Einfluss auf die Anzahl der Zyklen der Prüfung und die Wahl des Modells.

(2) Temperaturänderungsrate

Die Erwärmung und Abkühlung der Prüfkammer sind im Zusammenhang mit der Kühlung in der Box, wenn die Luftzirkulation Kühlung Methode direkt angenommen wird, dann ist die Rate der Heizung auf 5 ~ 10 ° C / min begrenzt; Wenn es flüssiger Stickstoff für die Kühlung ist, ist der Wert 25 ~ 40 ° C / min Inlandstemperatur Zyklus.

Die Prüfkammer wird im Allgemeinen in Luftumwälzung und Flüssigstickstoffkühlung unterteilt. Die unterschiedlichen Kühlmethoden der Prüfkammern führen dazu, dass sich die Normen bei der Angabe der Temperaturänderungsrate unterscheiden.

Im Allgemeinen ist die Erhöhung der Temperaturänderungsrate förderlich für die Anregung der potenziellen Defektexposition, je höher die Temperaturänderungsrate, desto stärker die Testintensität, desto leichter ist es, den Defekt der Probe anzuregen; Wenn jedoch die Temperaturänderungsrate einen bestimmten Wert erreicht, erreicht die Intensität des Temperaturzyklustests im Grunde einen gesättigten Zustand, die Testprobe ist nicht sehr empfindlich gegenüber der Temperaturänderung, und die Temperaturänderung der Probe bleibt deutlich hinter der Temperaturänderung der Testkammer zurück.

3.Schlussfolgerungen

Aus der obigen Analyse geht hervor, dass die Gründe für die Unterschiede in der Formulierung der Parameter der Norm hauptsächlich in den folgenden Aspekten zu suchen sind:

Die verschiedenen Anwendungsobjekte von MIL-STD-883G wurden ursprünglich hauptsächlich in militärischen Ausrüstungen verwendet, und ihr Temperaturbereich ist strenger, während eine andere Norm für zivile Produkte gilt und die Prüftemperatur relativ niedrig ist.

Die unterschiedlichen Kühlmethoden der Prüfkammer führen zu unterschiedlichen Temperaturänderungsraten, und die Umluftkühlmethode führt dazu, dass die angegebene Temperaturänderungsrate deutlich niedriger ist als bei anderen.

Für elektronische Produkte ist der Temperaturzyklustest einer der effektivsten Tests, mit dem nicht nur die Zuverlässigkeit der elektrischen und mechanischen Eigenschaften des Produkts ermittelt werden kann, sondern der auch eine gewisse Belastung auf den Prüfling ausübt, so dass die potenziellen Defekte im Inneren des Produkts schneller aufgedeckt werden. Bei der Durchführung von Temperaturzyklustests sollten die geeigneten Prüfnormen entsprechend der Qualität und dem Volumen der Prüfmuster, der Verwendung der Muster, den Betriebsbedingungen der Prüfkammer und anderen Faktoren ausgewählt und die Parameter auf der Grundlage der Normen angepasst werden, um die Belastungsintensität angemessen zu erhöhen und die Prüfzeit zu verkürzen, wodurch die Prüfstärke verbessert und die hohe Qualität und Zuverlässigkeit des Produkts sichergestellt wird.