聚焦瑞凱,傳遞環境檢測行業新動態

光電子器件環境可靠性試驗方法

作(zuo)者: salmon范 編輯(ji): 瑞凱儀器 來源: bibil.cn 發(fa)布日期: 2021.07.31
    如(ru)今,通信(xin)設(she)(she)備的(de)(de)(de)(de)制造廠商,對光電(dian)(dian)子器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)可(ke)靠(kao)(kao)性(xing)要(yao)求越來越高(gao)(gao),光電(dian)(dian)子器(qi)件(jian)(jian)和通信(xin)設(she)(she)備的(de)(de)(de)(de)制造廠商之間沒有專門的(de)(de)(de)(de)、統一的(de)(de)(de)(de)光電(dian)(dian)子器(qi)件(jian)(jian)可(ke)靠(kao)(kao)性(xing)試(shi)(shi)驗(yan)方法標準,以至于很難進行有效的(de)(de)(de)(de)溝通,影(ying)響產(chan)品(pin)可(ke)靠(kao)(kao)性(xing)的(de)(de)(de)(de)提高(gao)(gao)。而電(dian)(dian)子器(qi)件(jian)(jian)可(ke)靠(kao)(kao)性(xing)評估是(shi)指對電(dian)(dian)子器(qi)件(jian)(jian)產(chan)品(pin)、半成品(pin)或(huo)模(mo)(mo)擬樣片(各種測試(shi)(shi)結構圖形),通過各種可(ke)靠(kao)(kao)性(xing)評價(jia)方法,如(ru)可(ke)靠(kao)(kao)性(xing)試(shi)(shi)驗(yan)、加速(su)(su)壽(shou)命試(shi)(shi)驗(yan)和快速(su)(su)評價(jia)技術等(deng),并(bing)運用數理統計工具和有關模(mo)(mo)擬仿真軟件(jian)(jian)來評定其壽(shou)命、失效率或(huo)可(ke)靠(kao)(kao)性(xing)質量等(deng)級。下面,瑞凱(kai)儀器(qi)整理了光電(dian)(dian)子器(qi)件(jian)(jian)環境可(ke)靠(kao)(kao)性(xing)的(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)方法供給大家參考(kao)。
    1、高(gao)溫(wen)貯存
    1.1目的(de)
    確定光(guang)電(dian)子器件(jian)能(neng)否經(jing)受高溫下的運輸和貯存(cun),以保證光(guang)電(dian)子器件(jian)經(jing)受高溫后(hou)能(neng)在規(gui)定條件(jian)下正(zheng)常工作(zuo)。
    1.2設備
    試驗設備為能在規定溫度下進行恒溫控制的高低溫試驗箱
    1.3 條件(jian)試(shi)驗條件(jian)如下:
   ; 貯存溫(wen)度(du):(85±2)℃或貯存溫(wen)度(du);
    貯存(cun)時間:2000 h。
    1.4 程序
    按以下(xia)程序(xu)進行試驗:
    A)試驗前測試試樣的主要光(guang)電特性(xing);
 ;   B)把(ba)試(shi)樣(yang)(yang)貯存在規定試(shi)驗條件的(de)高(gao)低溫(wen)(wen)試(shi)驗箱中,在開始計時(shi)(shi)之前應(ying)有足(zu)夠升溫(wen)(wen)時(shi)(shi)間,使(shi)所(suo)有試(shi)樣(yang)(yang)處(chu)在規定的(de)溫(wen)(wen)度下(xia),溫(wen)(wen)度傳(chuan)感器(qi)應(ying)位(wei)于工作區(qu)內溫(wen)(wen)度的(de)位(wei)置(zhi)處(chu);
    C)在達到規定的試(shi)驗時間(jian)后,把試(shi)樣從(cong)試(shi)驗環境中移出,放(fang)置24 h,使(shi)之達到標準測試(shi)條件,并對試(shi)樣光電特(te)性進行(xing)測試(shi)。
    1.5檢測
在(zai)試驗完(wan)成后(hou),應在(zai)48h內完(wan)成試樣的(de)主要光(guang)電特性(xing)測試,并進行(xing)目(mu)檢(jian)。當有規(gui)定時,也可以在(zai)試驗過程(cheng)中的(de)某些時刻進行(xing)測試。
    1.6失(shi)效判據
    完成試驗(yan)后,試樣出現5.2.1.6  A)、B)、C)中情況(kuang)之一判為失效。
    2、低溫貯(zhu)存
    2.1目的(de)
    確定(ding)光電子器(qi)件能否(fou)經(jing)受(shou)低(di)溫下運輸和貯(zhu)存(cun),以保證光電子器(qi)件經(jing)受(shou)低(di)溫后能在規定(ding)條件下正常工作。
    2.2設備(bei)
    試(shi)驗設備如下:
    能在規定溫度下進行恒溫控制的高低溫試驗箱
    2.3 條件
    試驗條(tiao)件如下(xia):
  ;  貯存(cun)溫(wen)度:(-40±2)℃或貯存(cun)溫(wen)度;
    貯存時間(jian):72 h。
    2.4 程序
    按(an)以下程序進行試驗(yan):
    ;a)試(shi)驗前測(ce)試(shi)試(shi)樣(yang)的主要光電特性;
    b)把試樣貯存(cun)在(zai)(zai)規定試驗(yan)條(tiao)件的(de)高低溫(wen)試驗(yan)箱中,在(zai)(zai)開始(shi)計時之前應有足(zu)夠降(jiang)溫(wen)時間,使(shi)所(suo)有試樣處在(zai)(zai)規定的(de)溫(wen)度下,溫(wen)度傳(chuan)感(gan)器(qi)應位于工(gong)作區內溫(wen)度的(de)位置處﹔
    c)在(zai)達到規定(ding)的(de)試驗(yan)時間(jian)后,把試樣(yang)從試驗(yan)環境(jing)中移(yi)出(chu),放(fang)置24 h,使之達到標準(zhun)測試條件,并對試樣(yang)光(guang)電特性進行測試。
    2.5檢測
    在試(shi)驗完(wan)成(cheng)后,48 h內完(wan)成(cheng)試(shi)樣(yang)的主(zhu)要(yao)光(guang)電特性測試(shi),并進行(xing)目(mu)檢。
    2.6失效判據
    完成試驗(yan)后,試樣出現5.2.1.6  A)、B)、C)中情況之一判為失效。
    3、溫度循(xun)環
    3.1目的
    確定(ding)光(guang)電(dian)子器(qi)件(jian)(jian)承受高溫和低(di)(di)溫的能力,以及高溫和低(di)(di)溫交替變(bian)化對光(guang)電(dian)子器(qi)件(jian)(jian)的影響,保證光(guang)電(dian)子器(qi)件(jian)(jian)封裝內部的光(guang)路長(chang)期(qi)機械(xie)穩定(ding)性。
    3.2設備
    試驗設備如下:
    能在加載負荷時,熱容量和空氣的流量以保證使工作區和試樣達到規定試驗條件的溫度循環試驗箱
    能用來連續監視工作區溫度(du)(du)變化的溫度(du)(du)指示(shi)器或記錄儀(yi)。
    3.3條件
    試驗條件如(ru)下:
    循環溫度:-40℃~+85℃;
    高、低溫保(bao)持(chi)時間:15 min;
    循環次數:500次(非受(shou)控環境),或100次(受(shou)控環境);
    升(sheng)降溫速率:10℃/min。
    3.4程序
    按以下程序(xu)進行試驗:
    ;a)試驗前對試樣的主要光(guang)電特性(xing)進行測試;
    b)將試(shi)樣(yang)放置在試(shi)驗(yan)箱(xiang)內,其(qi)位置不(bu)應(ying)妨(fang)礙試(shi)樣(yang)周(zhou)圍(wei)空氣的流動;
    c)試樣在規定(ding)條件下連(lian)續完(wan)成規定(ding)的循環次數,試驗曲線見圖3;
    d)完成(cheng)規定(ding)的循環后(hou),把試樣從試驗(yan)箱移(yi)出放(fang)置24 h,使之達到標準測(ce)試條件(jian)后(hou)進(jin)行光(guang)電特性(xing)測(ce)試。

    由于電源或設備故(gu)障原因,允(yun)許(xu)中(zhong)斷(duan)試(shi)驗。如果(guo)中(zhong)斷(duan)的(de)(de)循環次數超(chao)過(guo)規定循環的(de)(de)總(zong)次數的(de)(de)10%時,不管任何理(li)由,試(shi)驗應重(zhong)新從頭開(kai)始進行。

溫度循環試驗曲線

溫度循(xun)環(huan)試(shi)驗(yan)曲線

    3.5檢測(ce)
    完成(cheng)試(shi)(shi)驗(yan)后,在不放大或(huo)放大不超過3倍(bei)(bei)情況(kuang)(kuang)下,對試(shi)(shi)樣的標志進(jin)行檢驗(yan);在放大10倍(bei)(bei)~20倍(bei)(bei)情況(kuang)(kuang)下,對外(wai)殼(ke)引線(xian)或(huo)密(mi)封部位進(jin)行檢驗(yan);并對試(shi)(shi)樣主要光電特性進(jin)行測試(shi)(shi)。
    3.6失效判據
    完成試(shi)驗后,試(shi)樣出現5.2.1.6  A)、B)、C)中(zhong)情況之一(yi)判為(wei)失效。
    4、恒定濕熱(re)
    4.1目的(de)
    本試驗的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是(shi)測(ce)定光(guang)電(dian)(dian)子器件承受高(gao)(gao)溫(wen)和高(gao)(gao)濕的(de)(de)能(neng)力,以及(ji)高(gao)(gao)溫(wen)和高(gao)(gao)濕對器件的(de)(de)影響程度,保(bao)證光(guang)電(dian)(dian)子器件的(de)(de)長(chang)期可(ke)靠性。
    4.2設備
    試驗設備為在加載負荷時能為工作區提供和控制規定的溫度、濕度、熱容量和空氣流量的恒溫恒濕試驗箱
    4.3 條件(jian)
    試驗(yan)條件如下:
    溫度(du):+85 ℃;
    濕(shi)度:85%RH;
    保持(chi)時間(jian):500 h(不加(jia)(jia)偏置)或(huo)1000 h(加(jia)(jia)偏置);
    規(gui)定的偏(pian)置(zhi)電(dian)壓或(huo)電(dian)流(liu)(適用(yong)時(shi))。
    4.4程(cheng)序
    按以下程序進行試(shi)驗:
    a)試(shi)(shi)驗前對試(shi)(shi)樣(yang)的主要光電特性進行測試(shi)(shi);
 ;   b)將(jiang)試樣(yang)(yang)放(fang)進試驗(yan)(yan)箱內,其擺放(fang)位置不應妨礙試樣(yang)(yang)四周空氣的流動;c)試樣(yang)(yang)在規定條(tiao)件下連續完成規定的試驗(yan)(yan)時間。
    5.3.4.5 檢測
    試(shi)(shi)樣完成試(shi)(shi)驗(yan)后(hou),在室溫環境條(tiao)件下放置(zhi)24 h,然(ran)后(hou)對其主要光電特性進行測試(shi)(shi)和目檢。測試(shi)(shi)應(ying)和目檢。測試(shi)(shi)應(ying)在移出試(shi)(shi)驗(yan)箱(xiang)48h內(nei)完成。
    在不放大或放大不超過3倍情況下,對試樣的標志進(jin)行檢驗;
    在放(fang)大10倍(bei)~20倍(bei)情況下,對外殼引線或密封(feng)部位進行檢驗。
    4.6失效判據(ju)
    完成試(shi)(shi)驗后,試(shi)(shi)樣出(chu)現下列情(qing)況(kuang)之(zhi)一判為(wei)失效:
    a)標志全部(bu)或部(bu)分脫(tuo)落(luo)、筐色(se)和模糊;
    b)封裝金(jin)屬零件的鍍層(ceng)被(bei)腐蝕、起泡和明顯(xian)變色;
    c)試樣基材或外包材(如封帽,引(yin)線(xian),封套等)腐(fu)蝕面積超(chao)過(guo)5%,或貫穿性腐(fu)蝕;
    d)引線損壞(huai)或部分(fen)分(fen)離;
    e) 5.2.1.6 b)或(huo)c)中規(gui)定要求。
    5、抗潮濕循環
    5.1目的
    采(cai)用溫度和濕(shi)度循環(huan)來(lai)提供一(yi)個凝露和干燥的交替(ti)過(guo)程,使腐蝕過(guo)程加速,并使密(mi)封不良(liang)的縫隙“呼吸”進濕(shi)氣。即以加速方式評估光電(dian)子器件在高(gao)溫和高(gao)濕(shi)條件下,抗退(tui)化效應(ying)的能力。
    5.2設備
    試驗設備:速溫度變化試驗箱,它能滿足圖4所示的循環條件要求,以及按規定進行測量的測試儀器。
    5.3 條件
    試驗(yan)條件如下:
    循環:按圖4進行20次連續循環。當有規時,可進行10次連(lian)續循環(huan);

    偏(pian)置電(dian)壓:試(shi)樣(yang)按規(gui)定施加偏(pian)置電(dian)壓。當(dang)有特殊規(gui)定時,也可不(bu)加偏(pian)置電(dian)壓。

循環條件

    5.4程序
    按以下程序進行試驗:
    a)試(shi)驗前對試(shi)樣的主要光電特性進(jin)行測(ce)試(shi)。
    b)將試樣放置在試驗(yan)(yan)箱內,應(ying)使其充(chong)分(fen)暴(bao)露在試驗(yan)(yan)環境中。按(an)規(gui)定(ding)的(de)條件對試樣進行試驗(yan)(yan)。
    c)完成規(gui)定的(de)(de)循環(huan)次(ci)數之前(不包(bao)括(kuo)后(hou)一(yi)次(ci)循環(huan)),如發生(sheng)了不多(duo)于1次(ci)的(de)(de)意(yi)外的(de)(de)中(zhong)斷(duan)(duan)試驗(yan)(如電源(yuan)中(zhong)斷(duan)(duan)或設備(bei)故障),可(ke)重復一(yi)次(ci)循環(huan),試驗(yan)繼(ji)續進行;若在后(hou)一(yi)次(ci)循環(huan)期間出現意(yi)外中(zhong)斷(duan)(duan),除要求重做該(gai)循環(huan)外,還要求再進行一(yi)次(ci)無中(zhong)斷(duan)(duan)的(de)(de)循環(huan);任(ren)何中(zhong)斷(duan)(duan)時間超過24 h,都需要(yao)重新進行試驗。在10次循環中,至少有5次進行低溫子(zi)循環。在低溫子(zi)循環期間,試樣(yang)應在—10℃和不控制濕度(du)的(de)條(tiao)件下,至少保持3 h。
    d)在低(di)溫子循環后,將試樣恢復到(dao)25 ℃,相對濕度至少(shao)為80%,并一直(zhi)保持到(dao)下一個循環的開始。
    5.5檢測
    試樣完(wan)成試驗后,在室溫環境條(tiao)件下放置24 h,然(ran)后對其主(zhu)要光(guang)電特性進行測(ce)試。測(ce)試應在移出試驗箱48 h內(nei)完(wan)成。
    在不(bu)放大或(huo)(huo)放大不(bu)超過3倍情況下(xia),對試樣的(de)標志進行檢驗(yan);在放大10倍~20倍情況下(xia),對外殼引線(xian)或(huo)(huo)密封部位(wei)進行檢驗(yan)。
    5.6 失效判據
    完成(cheng)試驗后(hou),試樣出現5.3.4.6  A)、B)、C)、E)中情況之一判為失(shi)效。
    6、高溫壽命
    6.1目(mu)的
    確定光電子器(qi)件(jian)高溫(wen)加速老化失效機理和工作壽命。
    6.2設備
    試驗設備如下:
    能在規(gui)定溫(wen)度下進行恒溫(wen)控制(zhi)并帶有(you)鼓風的高溫(wen)烤(kao)箱;
    使試樣引出端(duan)在規定電路中有可(ke)靠(kao)的(de)電連接(jie)的(de)插座(zuo);
    安裝夾具(ju);
    載(zai)驅動的(de)電壓源和/或(huo)電流源。
    6.3 條件
    驗條件如下:
    試驗溫(wen)度:(85±2)℃(組件(jian)(jian)或模塊),或(70±2)℃(組件(jian)(jian)或模塊),或(175±2)℃(光電(dian)二極管);
    作偏置:正常工作偏置(不限(xian)于);
    試驗時間(jian):5 000 h(不(bu)限于)。
    6.4 程序
    按以下程序進行試驗:
    a)試(shi)驗前應對試(shi)樣的主(zhu)要光電特(te)性(xing)進行測(ce)試(shi);
    b)將試樣放進(jin)高溫試驗箱內(nei),并(bing)使(shi)試樣處(chu)于工作狀態;
    c)按照(zhao)試(shi)驗條件開始試(shi)驗,記錄(lu)起始時(shi)間、試(shi)驗溫度(du)和試(shi)樣(yang)數量;
    d)使用監視儀器,從試驗(yan)開始到結束監視試驗(yan)溫度和工(gong)作偏(pian)置,以保證全部試樣按(an)條件施加應力(li);
    e)在中(zhong)間測試(shi)(shi)時將樣品從高溫試(shi)(shi)驗(yan)(yan)箱(xiang)取出,測試(shi)(shi)完(wan)成后(hou)放回(hui)高溫試(shi)(shi)驗(yan)(yan)箱(xiang)繼續進行試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。
    6.5檢測(ce)
    一般每168h在常溫(wen)下測試一次光電特性。在測試前應先去掉偏置,然(ran)后(hou)冷卻(que)到室溫(wen)后(hou)進行測試。
    6.6失效判據
    完成試(shi)驗后(hou),試(shi)樣(yang)出現下列情況之一判為(wei)失效(xiao):
    a)標志全部(bu)或(huo)部(bu)分脫落、褪色和模(mo)糊;
    b) 5.2.1.6 B)或C)中規定要求(qiu)。
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