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老化和可靠性测试

日期:2019-10-11 类型:技术中心 

关键词老化,可靠性测试,

 

电子部件的故障通常是灾难性的,或者至少是非常昂贵的。电子设备嵌入包含数十甚至数百个其他组件的板上,因此当出现故障时,它就占据了整个部分。而且,它们通常难以触及,被放置在组件内部较深,并且永远也不需要维修。尤其是当这些组件支持高度关键的系统(例如车辆ABS单元,生命支持医疗设备,铁路信号机甚至太空卫星)的运行时,拥有可靠组件的重要性便浮出水面。制造商和供应商都非常了解这一点,因此他们会进行一系列测试,以确定他们的产品是否容易受到支持电子产品的各种故障模式的影响。

电子故障原因

当涉及电子元件时,有许多可能的故障原因。问题的主要原因是由热膨胀引起的包装失效,这会导致机械应力并最终导致破裂。另一种常见的故障模式是由于电阻过热而导致的接触故障。印刷电路板(PCB)也易受某些化学物质的影响,而热量通常首先是这些化学物质泄漏到电路板上的原因。继电器也容易受热,因为较高的继电器功率会大大缩短其使用寿命。

半导体和微芯片也可能由于成核,MOSFET栅极中电荷载流子的积累,钝化不当等原因而失效。所有这些原因均导致其在较高温度下的概率增加,其中包括较高的泄漏电流,较低的信噪比(容易出错),晶体管的性能损失,高速缓存的丢失甚至损坏。硅的晶体结构。电容器和电阻器也不能很好地承受热量,较高的温度会缩短其使用寿命。就是说,测试电子设备的关键要素是施加热量,如果组件中有任何缺陷,您很快就会知道。

老化测试

使用实验室烤箱,可以使用所谓的“老化测试” 测试电子组件此测试要求组件在其标准模式下连续工作很长时间,范围从几小时到几天甚至更长。研究人员可以设置湿度和温度以满足测试要求,而实验室烘箱室的受控环境是实现此目的的理想选择。在大多数情况下,缺陷会在很短的时间内显现出来。

由于某些组件对氧化敏感,并且因为它们打算在没有空气的环境中使用,因此只能通过将空气(以及氧气)保持在腔室之外来进行测试而不会引起氧化,因此有些组件老化测试只能在密封的实验室烤箱室内进行。

热应力鉴定测试

根据组件的类型和作用以及要模拟的运行条件和时间段,可以将温度升高到超出组件的公差或期望值范围的水平,这称为“热浸” 。次使用实验室烘箱实际上是可以实现的该实验室烘箱可以精确地达到所需的温度,并通过引发“婴儿死亡率”类型的故障来加快测试电子组件的过程。

另一种类型的热应力测试是“冲击测试”,它使组件经受了突然变化的温度水平下的考验。例如,如果您在负10摄氏度(15°F)的寒冷环境下使用智能手机,而突然进入20°C(68°F)的木屋,这会损坏电子设备吗?你的设备?同样,在受控环境中进行测试并包括“突然变化”因素的唯一方法是使用具有支持此目的功能的专用实验室烤箱。