一般的な信頼性試験とその試験条件

May 07, 2024 伝言を残す

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。 これに対応するのが、次のようなさまざまなテスト チャンバーです。恒温恒湿試験室、UVエージング試験室、塩水噴霧試験室、キセノンランプエージング試験室など

 

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確認し、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


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の模擬保管、輸送および作業環境に置きます。 試験を総称して環境試験といいます。 さまざまな環境(振動、衝撃、遠心分離、温度、熱衝撃、ほてり、塩分)における製品の性能を評価するために使用されます。 霧や低気圧などの条件に適応する能力は、製品の信頼性を評価するための重要な試験方法の 1 つです。 一般的には主に以下のような種類があります。

(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、試験サンプルを温度 25±10 度、気圧 86kPa ~ 100kPa の標準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、内部リードの断線、チップクラックなど。

試験条件:ガス環境下で実施。 主に、製品が高温と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
試験の目的: 加速法を使用して、塩水噴霧、湿気、高温の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て欠陥が生じたり、追加の電荷や電流が発生したりする可能性があります。 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、微細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。

 

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