加速可靠性試驗是使用(yong)相同的損(sun)傷機理,比產(chan)品使用(yong)所需更短的時間去激(ji)發失效或累(lei)積損(sun)傷。加速方法(fa)主要包括增加壽命控制(zhi)變(bian)量的量級和(he)增加頻次兩(liang)類。
關(guan)鍵(jian)要理解加速(su)試驗(yan)和(he)被加速(su)的(de)(de)實(shi)際使用環(huan)境(jing)之間的(de)(de)關(guan)系,基于適合的(de)(de)損(sun)傷、失效機理和(he)服務環(huan)境(jing)來選(xuan)擇試驗(yan)類型和(he)試驗(yan)條件。
電子設備熱(re)循環有三種類型(xing):
1)功能循環(huan):模擬實際工作狀態,包括元器件內部功耗,外(wai)部溫度變(bian)化、熱傳導。
2)溫(wen)度(du)循環:環境溫(wen)度(du)交替變化,溫(wen)變率應低(di)于20℃/min,以避免熱(re)沖擊,溫(wen)度(du)保持時(shi)間推薦大于15min。
3)熱沖擊循環:溫變速率30℃/min以上,熱沖擊和溫度循環失效模式不同,溫度循環與熱沖擊循環的區別。
電子(zi)設備焊(han)點(dian)疲勞失效檢(jian)查一般(ban)有定期焊(han)點(dian)裂紋的(de)目視檢(jian)查,定期破壞焊(han)點(dian)來檢(jian)查初始強度(du)的(de)降低(di)情況,和監(jian)測一些初始電性(xing)能變化,如:電阻的(de)增加。
考慮到(dao)失(shi)效(xiao)檢查的方便性和試(shi)驗(yan)時間限(xian)制,推薦使用電(dian)性能監測的方法。試(shi)驗(yan)過程中出現(xian)(xian)電(dian)連續性首次中斷(電(dian)阻(zu)大(da)于1000Ω),并且在其后續增加(jia)的10%循環內出現(xian)(xian)9次被確認(ren)的中斷,即(ji)可確認(ren)為焊點疲勞失(shi)效(xiao)。
試驗方案策劃要考(kao)慮電(dian)子(zi)設備的自變(bian)量參(can)數,包括設計參(can)數、工藝參(can)數、產品參(can)數、使用(yong)環(huan)境(jing)參(can)數等(deng),具體比如(ru):溫度波動、元器件尺寸、熱(re)膨脹系數、焊點高度、引線硬度、失效概(gai)率等(deng)。
評估自變量(liang)(liang)參數(shu)(shu)的水平和范(fan)圍(wei),在(zai)不改變失(shi)效機(ji)理的前(qian)提(ti)下,盡(jin)量(liang)(liang)提(ti)高變量(liang)(liang)參數(shu)(shu)范(fan)圍(wei),縮短加(jia)(jia)速(su)試(shi)驗(yan)時間。根據自變量(liang)(liang)參數(shu)(shu)選值(zhi),預(yu)估加(jia)(jia)速(su)可(ke)靠性試(shi)驗(yan)預(yu)期循環次數(shu)(shu)和試(shi)驗(yan)時間,使(shi)試(shi)驗(yan)經費(fei)控制在(zai)可(ke)接受范(fan)圍(wei)之(zhi)內。
關于試驗樣(yang)本數(shu)量,由于焊點蠕變疲勞失效是(shi)概率分布,為了便于統計出(chu)合理的(de)測試結果,需要(yao)至少32個(ge)試驗樣(yang)本。
試驗測(ce)(ce)試板(ban)(ban)的組裝和(he)加(jia)工應盡可能和(he)實際產(chan)品相同(tong)。電子產(chan)品存(cun)儲一(yi)年后焊點的焊料晶粒組織會明顯粗糙化(hua)。試驗測(ce)(ce)試板(ban)(ban)在加(jia)速試驗前應該進行熱(re)老(lao)化(hua)和(he)環境應力(li)篩選,推(tui)薦在(100-125)℃下,熱(re)老(lao)化(hua)(100-300)h。熱(re)老(lao)化(hua)后的測(ce)(ce)試板(ban)(ban)在室溫下存(cun)儲一(yi)段時間,以便焊接結(jie)構穩(wen)固。
試驗過程中每個熱循環(huan)升降溫速(su)率不應超過20℃/min,有足夠的溫度保持時間,使焊點內(nei)應力松弛。
試驗過程中需要(yao)對試驗箱(xiang)運(yun)行溫(wen)(wen)度(du)、試驗基板不同部(bu)位和元器件(jian)進行溫(wen)(wen)度(du)測量。
對于試驗(yan)過程中出現的失(shi)效(xiao),進行目視檢查,必要時進行金(jin)相分析,評(ping)定失(shi)效(xiao)模式。