一般に、電子製品の信頼性を評価・分析するために行われる試験を信頼性試験と呼びます。 市場環境と類似性の高い環境ストレスを選択した上で、工場出荷時から耐用年数終了までの製品の品質を予測するため、環境ストレスレベルと適用時間を設定する主な目的製品の信頼性を短時間で正確に評価することです。
信頼性試験は、信頼性認定試験に合格し量産に移行した製品が、指定された条件下で指定された信頼性要件を満たしているかどうかを判定し、プロセス、治具、作業フロー、環境によって製品の信頼性が変化するかどうかを検証するものです。量産時の部品など。 品質の変化等により減少しました。 これによってのみ、製品の性能が信頼され、製品の品質が優れたものになるのです。
電子製品の信頼性試験分類
01. 環境試験
一部の信頼性モノグラフでは、サンプルを自然または人工的にシミュレートされた保管、輸送、および作業環境に置き、これらを総称して環境試験と呼びます。 これらは、さまざまな環境（振動、衝撃、遠心分離、温度、熱衝撃、ほてりなど）における製品の性能を評価するために使用されます。塩水噴霧、低気圧などの条件に適応する能力も重要な試験の 1 つです。製品の信頼性を評価する方法としては、主に以下のような方法があります。
(1) 安定焼成、すなわち高温保存試験
テストの目的: 電気的ストレスを加えずに、高温保管による製品への影響を評価すること。 重大な欠陥のある製品は非平衡状態、つまり不安定な状態にあります。 非平衡状態から平衡状態への遷移プロセスは、重大な欠陥を有する製品の故障を誘発するプロセスであるだけでなく、製品を不安定な状態から安定な状態へ促進する遷移プロセスでもあります。 。
この転移は一般に物理的および化学的変化であり、その速度はアレニウスの式に従い、温度とともに指数関数的に増加します。 高温ストレスの目的は、この変化の時間を短縮することです。 したがって、この実験は製品の性能を安定させるためのプロセスとみなすことができます。
試験条件：一般に、一定の温度ストレスと保持時間を選択します。 マイクロ回路の温度ストレス範囲は75度から400度で、テスト時間は24時間以上です。 試験の前後に、試験対象のサンプルを温度 25 ± 10 度、気圧 86 kPa ~ 100 kPa の標準的な試験環境に一定期間置く必要があります。 ほとんどの場合、エンドポイント テストは、テスト後指定された時間内に完了する必要があります。
(2) 温度サイクル試験
テストの目的: 特定の温度変化率に耐える製品の能力と、極度の高温および極度の低温環境に耐える能力を評価すること。 製品の熱機械特性に基づいて設定されます。 製品を構成する材料の熱整合性が悪い場合や、部品の内部応力が大きい場合、温度サイクル試験により機械的構造欠陥の劣化により製品故障が発生する可能性があります。 エア漏れ、インナーリード折れ、チップクラックなど。
試験条件：ガス環境下で実施。 主に、製品が高温および低温にあるときの温度と時間、および高温と低温の状態の変換速度を制御します。 試験室内のガスの循環、温度センサーの位置、治具の熱容量はすべて、試験条件を確保するための重要な要素です。
制御原理は、テストに必要な温度、時間、変換率は、テストのローカル環境ではなく、テスト対象の製品を参照するということです。 マイクロ回路のスイッチング時間は 1 分以内である必要があり、高温または低温での保持時間は 10 分以上である必要があります。 最低気温は -55 度または -65-10 度、最高気温は 85+10 度から 300+10 度の範囲です。
(3) 熱衝撃試験
テストの目的: 急激な温度変化に耐える製品の能力、つまり大きな温度変化率に耐える能力を評価すること。 このテストは、機械的な構造上の欠陥や劣化によって製品の故障を引き起こす可能性があります。 熱衝撃試験と温度サイクル試験の目的は基本的に同じですが、熱衝撃試験の条件は温度サイクル試験よりもはるかに厳しいものです。
(4) 低圧試験
テストの目的: 低圧作業環境 (高地作業環境など) に対する製品の適応性を評価すること。 空気圧が低下すると、空気や断熱材の断熱強度が低下します。 コロナ放電、誘電損失の増加、イオン化が起こりやすくなります。 空気圧の低下により放熱状態が悪化し、コンポーネントの温度が上昇します。 これらの要因により、テストサンプルは低圧条件下で指定された機能を失い、場合によっては永久的な損傷を引き起こす可能性があります。
試験条件：試験サンプルを密閉室内に置き、規定の電圧を印加し、サンプル温度を20分前から{{0}}.0度の範囲に維持する必要があります。密閉チャンバー内の圧力は試験が終了するまで減圧されます。 密閉されたチャンバー内を常圧から規定の気圧まで減圧し、その後常圧に戻す過程で、試験サンプルが正常に動作するかどうかを監視します。 マイクロ回路テストサンプルに印加される電圧の周波数は、DC から 20MHz の範囲です。 電圧端子でのコロナ放電の発生は故障とみなされます。 テストの低気圧の値は高度に対応し、いくつかのレベルに分かれています。 たとえば、マイクロ回路低圧テストの A レベルの気圧値は 58kPa で、対応する高さは 4572m です。 E レベルの気圧値は 1.1kPa、対応高度は 30480m などです。
(5)耐湿性試験
テストの目的: 加速ストレスを加えることにより、高温多湿の条件下でのマイクロ回路の劣化に耐える能力を評価すること。 典型的な熱帯気候環境向けに設計されています。 高温多湿の条件下での微細回路の劣化の主なメカニズムは、化学的プロセスによって引き起こされる腐食と、微小亀裂の成長を引き起こす水蒸気の浸漬、結露、凍結によって引き起こされる物理的プロセスによって引き起こされます。 この試験では、高温多湿の条件下で超小型回路を構成する材料で電気分解が発生する、または電気分解が悪化する可能性も検査します。 電気分解により絶縁材料の抵抗が変化し、絶縁破壊に抵抗する能力が弱まります。
試験条件：ホットフラッシュ検査には、可変ホットフラッシュ検査と持続ホットフラッシュ検査の2種類があります。 ほてり試験では、サンプルを相対湿度 90% ～ 100% の範囲内で試験する必要があります。 温度を25度から65度に上げて3時間以上維持するには、一定時間（通常は2.5時間）かかります。 相対湿度 80% ～ 100% の範囲内で、一定時間 (通常 2.5 時間) をかけて、温度を 6 度から 25 度まで下げます。 このようなサイクルをもう 1 回繰り返した後、湿度にかかわらず温度を下げます。 -10 度まで放置し、3 時間以上放置した後、温度 25 度、相対湿度 80% 以上の状態に戻します。 これにより、血液の変化からほてりまでのサイクルが完了し、これには約 24 時間かかります。
一般に耐湿性試験では、上記のほてりを交互に繰り返す大サイクルを10回行う必要があります。 試験中、試験対象のサンプルに特定の電圧が印加されます。 テストチャンバー内の 1 分あたりの空気交換量は、テストチャンバーの容積の 5 倍を超える必要があります。 テストするサンプルは、非破壊でリードの気密性テストを行ったものである必要があります。
(6) 塩水噴霧試験
試験目的: 加速法を使用して、塩水噴霧、湿気、高温条件下でのコンポーネントの露出部分の耐食性を評価します。 熱帯の海辺または沖合の気候環境向けに設計されています。 表面構造が貧弱なコンポーネントは、塩水噴霧、湿気、高温の条件下で露出した部品を腐食させます。
試験条件: 塩水噴霧試験では、試験サンプルのさまざまな方向に暴露された部分が、温度、湿度、および塩の付着速度に関して同じ指定条件下にある必要があります。 この要件は、テストチャンバー内に配置されるサンプル間の最小距離とサンプルが配置される角度によって満たされます。
試験温度：一般的な要件は(35+-3)℃で、24時間以内の塩析出速度は2X104mg/m2〜5X104mg/m2です。 塩の堆積速度と湿度は、塩水噴霧を発生させる塩水の温度と濃度、およびそこを流れる空気の流れによって決まります。 空気流中の酸素と窒素の割合は空気の割合と同じでなければなりません。
試験時間: 一般に 24 時間、48 時間、96 時間、240 時間に分かれています。
(7) 照射試験
テストの目的: 高エネルギー粒子照射環境におけるマイクロ回路の動作能力を評価すること。 高エネルギー粒子が微細回路に侵入すると、微細構造に変化が生じ、欠陥が生じたり、追加の電荷や電流が発生したりします。 これにより、マイクロ回路のパラメータの劣化、ロッキング、回路の反転、またはサージ電流が発生し、焼損や故障が発生します。 一定の限度を超える照射は、マイクロ回路に永久的な損傷を与える可能性があります。
試験条件: マイクロ回路照射試験には主に中性子照射とガンマ線照射が含まれます。 さらに総線量照射試験と線量率照射試験に分かれます。 線量率照射テストはすべて、パルスの形式でテスト用マイクロ回路を照射します。 テストでは、さまざまなマイクロ回路やさまざまなテスト目的に基づいて、線量ストリングと総照射量を厳密に制御する必要があります。 そうしないと、限界を超える照射によりサンプルが損傷したり、求めたしきい値が得られなくなります。 放射線検査には人体への傷害を防ぐための安全対策が必要です。
02.寿命試験
寿命試験は信頼性試験の中で最も重要かつ基本的な項目の一つです。 製品を特定の試験条件下に置き、故障（損傷）の経時変化を調べます。 寿命試験を通じて、製品の寿命特性、故障パターン、故障率、平均寿命、寿命試験中に発生する可能性のあるさまざまな故障モードを把握できます。 故障解析と組み合わせることで、製品故障に至る主な故障メカニズムをさらに解明することができ、信頼性設計、信頼性予測、新製品の品質向上、合理的なスクリーニングやルーチン（バッチ保証）試験の決定などの基礎として活用できます。条件。
試験時間を短縮するために、故障メカニズムを変えずに応力を増加させて試験を実行できる場合、これは加速寿命試験です。 寿命試験により製品の信頼性を評価し、品質フィードバックにより新製品の信頼性を向上します。
寿命テストの目的: 指定された条件下で全作業時間にわたって製品の品質と信頼性を評価すること。 テスト結果をより適切に表すためには、テストされるサンプルの数が十分である必要があります。
試験条件: マイクロ回路の寿命試験は、定常状態寿命試験、断続的寿命試験、模擬寿命試験に分けられます。
定常状態寿命テストは、超小型回路に対して実行する必要があるテストです。 テスト中、テスト対象のサンプルには、通常の動作状態を維持するために適切な電力が供給される必要があります。 国家軍事標準の定常寿命試験環境温度は 125℃、時間は 1000 時間です。 加速試験では温度が上昇し、時間が短縮される場合があります。
電源マイクロ回路ケースの温度は、通常、周囲温度よりも高くなります。 テスト中、周囲温度は 125 度未満に保つことができます。 マイクロ回路の定常寿命テストの周囲温度またはケース温度は、マイクロ回路のジャンクション温度が定格ジャンクション温度に等しいことに基づく必要があります。
間欠寿命試験では、試験対象のマイクロ回路を特定の周波数で遮断するか、突然バイアス電圧と信号を印加する必要があります。 その他の試験条件は定常寿命試験と同じです。
模擬寿命試験は、回路の使用環境を模擬した組み合わせ試験です。 複合ストレスには、機械的、湿度、低圧の 4 つのストレス テストが含まれます。機械的、温度、湿度、電気的な 4 つのストレス テストなどです。
03.スクリーニングテスト
スクリーニング検査は、製品を完全に検査する非破壊検査です。 その目的は、製品の信頼性を向上させるために、特定の特性を持つ製品を選択したり、早期に故障する製品を排除したりすることです。 製品の製造過程において、材料の欠陥やプロセスの管理外により、いわゆる初期不良や故障が一部の製品に発生します。 これらの欠陥や故障を早期に解消できれば、実際の使用において製品の信頼性を保証することができます。
信頼性スクリーニング試験の特徴:
1. この種のテストはサンプリングではなく、全数テストです。
2. このテストは、認定製品の全体的な信頼性レベルを向上させることはできますが、製品本来の信頼性を向上させることはできません。つまり、各製品の寿命を延ばすことはできません。
3. スクリーニング効果はスクリーニング除去率だけでは評価できない。 除去率が高いのは、製品自体の設計、コンポーネント、プロセスなどに重大な欠陥があることが考えられますが、スクリーニング応力強度が高すぎることも原因である可能性があります。
除去率が低いのは、製品欠陥が少ないことが原因である可能性がありますが、スクリーニングストレスの強さやテスト時間が不十分であることも原因である可能性があります。 スクリーニング法の品質は、通常、スクリーニング除去率 Q とスクリーニング効果 B 値によって評価されます。合理的なスクリーニング法は、B 値が大きく、Q 値が中程度である必要があります。
04フィールド使用試験
上記の各種試験は現場の状況を模擬して実施しました。 機器条件の制限により、シミュレーション テストでは製品に 1 つの応力しか適用できないことが多く、場合によっては 2 つの応力が適用される場合もあります。 これは実際の使用環境条件とは大きく異なるため、製品の品質を真実かつ包括的に明らかにすることはできません。 フィールド使用テストは使用現場で実施されるため、製品の信頼性を最も正確に反映することができます。 得られたデータは、製品の信頼性の予測、設計、保証に非常に役立ちます。 フィールド使用試験は、信頼性試験計画の策定、信頼性試験方法の検証、試験精度の評価において大きな役割を果たします。
05 識別試験
認定試験は、製品の信頼性レベルを評価するために実行される試験です。 サンプリング理論に基づいて作成されたサンプリング計画です。 認定試験は、品質基準を満たす製品が生産者によって不合格にならないようにする条件の下で実施されます。
信頼性認定試験は、製品信頼性認定試験とプロセス（材料を含む）信頼性認定試験の2つに分類されます。
製品信頼性認定試験は通常、新製品の設計と生産が完了したときに実施されます。 その目的は、製品の指標が設計要件を完全に満たしているかどうかを評価し、製品が所定の信頼性要件を満たしているかどうかを評価することです。 試験の内容は品質一貫性検査と概ね一致しています。 A、B、C、D の 4 つのグループのテストがすべて実行され、耐放射線強度要件のある製品はグループ E のテストも受ける必要があります。 製品の設計、構造、材料、プロセスに重大な変更があった場合にも、信頼性認定試験が必要となります。
プロセス（材料を含む）の信頼性認定試験は、生産ラインにおける材料やプロセスの選択・管理能力が、製造される製品の品質と信頼性を確保できるか、また一定の品質保証レベルの要求を満たせるかどうかを評価するために行われます。 。
06.その他
(1)定加速試験
このテストの目的は、一定の加速に耐える回路の能力を評価することです。 マイクロ回路の構造強度の低さや機械的欠陥によって引き起こされる故障が露呈する可能性があります。 チップの脱落、インナーリードの断線、チューブシェルの変形、エア漏れなど。
試験条件: マイクロ回路チップの除去方向、圧縮方向、およびこの方向に垂直な方向に 1mm を超える一定の加速度を加えます。 加速度値の範囲は通常 49000m/s:-1225000m/sV5 000~125000z) です。 テスト中、マイクロ回路のハウジングは一定の加速装置にしっかりと固定される必要があります。
(2) 機械的衝撃試験
このテストの目的は、マイクロ回路の機械的衝撃に対する耐性を評価することです。 つまり、突然の力に耐える超小型回路の能力が評価されます。 マイクロ回路は、積み込み、積み下ろし、輸送、現場での作業中に突然ストレスを受ける可能性があります。 たとえば、超小型回路は、落としたり衝突したりすると、突然の機械的ストレスにさらされます。 これらの応力により、マイクロ回路チップの脱落、インナーリードの開口、チューブシェルの変形、空気漏れ、その他の故障が発生する可能性があります。
テスト条件: テスト中、マイクロ回路シェルはテストベンチベースにしっかりと固定され、アウターリードは保護される必要があります。 5 つの半正弦波の機械的衝撃パルスが、マイクロ回路のチップ排出方向、押圧方向、およびこの方向に垂直な方向のそれぞれに適用されます。 衝撃パルスのピーク加速度値の範囲は一般的に4900m/s2〜294 000m/s2（500g〜30000g）です。 パルス幅は 0.1ms-1.0ms で、許容される歪みはピーク加速度の 20% 以下です。
(3) 機械的振動試験
振動試験には主にスイープ周波数振動試験、振動疲労試験、振動騒音試験、ランダム振動試験の 4 種類があります。 目的は、さまざまな振動条件下でのマイクロ回路の構造的堅牢性と電気的特性の安定性を評価することです。
周波数掃引振動試験では、マイクロ回路を一定の振幅で振動させ、その加速度のピーク値は一般に 196 m/s (20e)、490 m/s2 (50g)、686 m/s2 (70g) の 3 つのレベルに分けられます。 振動周波数は20Hz～2000Hzの範囲で時間とともに変化します。 振動周波数が 20Hz から 2 000HZ に変化し、20Hz に戻るのに必要な時間は 4mm 以上であり、これを相互に直交する 3 方向 (そのうちの 1 つはチップに直角) で 5 回行う必要があります。 。
振動疲労試験では、マイクロ回路が一定の振幅で振動することも必要ですが、その振動周波数は固定されており、一般に数十から数百 Hz であり、その加速度のピークは一般に 196ms2 (20g)、490m/s2 (50g)、および 686ms2 ( 70g) 3速。 これを直交する３方向（１方向はチップに直交）に１回ずつ行い、１回あたりの時間は約３２時間である。
ランダム振動試験の試験条件は、現代のさまざまな現場環境で発生する可能性のある振動をシミュレートすることです。 ランダムな振動の振幅はガウス分布になります。 加速度スペクトル密度と周波数の関係は特有です。 周波数範囲は数十から2000HZです。
振動騒音試験の試験条件は、基本的に掃引振動試験と同様です。 マイクロ回路を一定の振幅で振動させた場合、その加速度のピーク値は一般に 196m/s2 (20g) 以上になります。 振動周波数は20HZ～2000Hzの範囲で時間とともに対数的に変化します。 振動周波数が 20HZ から 2000Hz に変化し、20HZ に戻るのに必要な時間は 4 分以上で、相互に直交する 3 方向 (そのうちの 1 つはチップに直角) に 1 回行う必要があります。
ただし、超小型回路は指定された電圧と電流を印加する必要があります。 試験中に規定の負荷抵抗における最大ノイズ出力電圧が規定値を超えるかどうかを測定します。