元器件可靠性试验
一、定义
元器件可靠性试验是指对受试样品施加一定的应力(对元器件功能有影响的各种外界因素在可靠性术语中称为应力),在这些应力(指电的、机械的和环境的)作用下,使受试样品反映出性能的变化,从而来判断元器件是否失效的试验。简要地说,元器件可靠性试验是为评价分析元器件的可靠性而进行的试验。
元器件可靠性试验是评价元器件可靠性的重要手段。目前把测定、验证、评价和分析等为提高元器件可靠性而进行的各种试验,统称为元器件可靠性试验。
二、目的
元器件可靠性试验不仅是判定其性能参数是否符合元器件的技术指标,也就是判定元器件合格或不合格,而且还要用数理统计方法进行定量分析,最终目的是得出元器件可靠性特性指标。
元器件可靠性试验贯穿于元器件产品的研制开发、设计定型、批量生产和使用的各个阶段,
1)研制阶段:通过试验来确定元器件的可靠性特征值。通过试验暴露出元器件在设计、材料、工艺阶段存在的问题和有关数据,对设计者、生产者和使用者都是非常有用的;
2)设计定型阶段:通过可靠性鉴定试验,可以全面考核元器件是否已达到预定的可靠性指标;
3)生产阶段:评价元器件生产工艺和过程是否稳定可控;
4)使用阶段:通过各种可靠性试验,了解元器件在不同的工作、环境条件下的失效规律,摸准失效模式,搞清失效机理,以便采取有效纠正和预防措施,提高元器件的可靠性。
三、分类
1.按工作方式分类:现场试验(实际工作状态)和模拟试验(实验室模拟实际工作状态的试验),元器件可靠性试验一般采用模拟试验进行。
2.按试验的性质分类:破坏性试验和非破坏性试验。
3.按试验目的分类如下:
4.可靠性鉴定试验为确定元器件产品的可靠性特征量是否达到所要求的水平而进行的试验;
5.寿命试验为评价分析元器件的寿命特征量而进行的试验;
6.耐久性试验为考察元器件性能与所施加的应力条件的影响关系而在一定时间内所进行的试验;
7.筛选试验为选择具有一定特征或剔除早期失效的元器件而进行的试验;
8.可靠性增长试验通过对元器件可靠性试验中出现的问题进行深入分析,采取有效的纠正措施,并永久地消除失效机理,使元器件的可靠性获得提高,从而满足或超过预定的可靠性要求的试验。
一般习惯将元器件可靠性试验按照试验项目分为4类:环境试验、现场使用试验、特殊检测和寿命试验。如下图所示。
四、标准
中国国家标准GB
①GB / T 15297—1994:微电路模块机械和气候试验方法;②GB / T 4937—1995:半导体器件机械和气候试验方法;
③GB / T 2423.44—1997:电工电子产品环境试验。
2.中国国家军用标准GJ B
①GJB 128A—97:半导体分立器件试验方法;
②GJB 360A—96:电子及电气元件试验方法;
③GJB 548B—2005:微电子器件试验方法和程序;
④GJB1217—91:电连接器试验方法。
3.日本工业标准
①JISC 7022:半导体的环境和疲劳试验方法;
②JISC 7030:晶体管试验方法;
③JISC 7031:小信号半导体二极管试验方法;
④JISC 7033:整流二极管试验方法;
⑤JISC 7021:半导体分立器件的环境和疲劳试验方法;
⑥JISC 5020:电子设备用元件的耐候性及机械强度试验方法通则;
⑦JISC 5003:电子设备用元件的失效率试验方法通则。
4.日本电子机械工业协会标准
①SD - 1 2 1:半导体分立器件的环境及疲劳性试验方法;
②IC - 1 2 1:环境及疲劳性试验方法。
5.国际电工委员会标准IEC IEC 60749:半导体器件机械和气候环境试验方法。
6.英国标准BS
①BS 9300:半导体器件试验方法;
②BS 9400:试验方法。
7.美国军用标准MIL
①MIL - STD - 202E:电子、电气元件试验方法;
②MIL - STD - 750B:半导体器件试验方法;
③MIL - STD - 883G:微电子器件试验方法和程序。
8.美国电子器件工程联合会标准JEDEC
①JESD22 - A101 - B:稳态温度湿度偏压寿命试验方法;
②JESD22 - A103C:高温贮存试验方法;
③JESD22 - A110 - B:高加速温度湿度应力试验方法;
④JESD74:早期失效计算方法;
⑤JESD - 020C:非密封表贴器件潮湿敏感度等级评价方法。
9.俄罗斯国家标准CTЭK、军用标准ГOCT
①ГOCTB 20.57.404—81(CTBCЭB0264—87):军用电子技术、量子电子学及电工制品质量检验综合体系——符合可靠性要求的评估方法;
②CTЭK 436.6476.209:电子技术制品可靠性贮存性要求与试验方法;
③CTЭK 436.6476.210:电子技术制品可靠性(寿命与无故障)要求与检验方法。
五、结束语
本篇主要是对元器件的可靠性试验的定义、目的,分类和相关标准进行的介绍。后续继续对各类可靠性试验进行详细阐述。