電子元件是整機的基礎,由于其固有缺陷或制造過程控制不當,可能導致與時間或應力相關的故障。
元器件的失效率隨時間變化的過程可以用類似“浴盆曲線”的失效率曲線來描述,早期失效率隨時間的增加而迅速下降,使用壽命期(或稱偶然失效期)內失效率基本不變。
恒溫恒濕箱用于電子電器零組件、自動化零部件等,測試高、低溫的反復抵拉力及熱脹冷縮對產品產出的化學變化或物理傷害。
高溫貯存
大多數(shù)電子元件的故障是由體內和表面的各種物理化學變化引起的,它們與溫度密切相關。溫度升高以后,化學反應速度大大加快,失效過程也得到加速。及時暴露和消除有缺陷的元件。
高溫篩選廣泛應用于半導體器件中,能有效去除具有表面污染、鍵合不良、氧化層缺陷等失效機制的器件。通常在溫下貯存24~168小時。
高溫篩選簡單易行,費用不大,在許多元器件上都可以施行。通過高溫貯存以后還可以使元器件的參數(shù)性能穩(wěn)定下來,減少使用中的參數(shù)漂移。各種元器件的熱應力和篩選時間要適當選擇,以免產生新的失效機理。
功率電老煉
篩選時,在熱電應力的共同作用下,能很好地暴露元器件體內和表面的多種潛在缺陷,它是可靠性篩選的一個重要項目。
各種電子元器件通常在額定功率條件下老煉幾小時至168小時,有些產品,如集成電路,不能隨便改變條件,但可以采用高溫工作方式來提高工作結溫,達到高應力狀態(tài),各種元器件的電應力要適當選擇,可以等于或稍高于額定條件,但不能引人新的失效機理。
功率老煉需要專門的試驗設備,其費用較高,故篩選時間不宜過長。民用產品通常為幾個小時,高可靠產品可選擇100、168小時,宇航級元器件可以選擇240小時甚至更長的周期。
溫度循環(huán)
電子產品在使用過程中會遇到不同的環(huán)境溫度條件,在熱脹冷縮的應力作用下,熱匹配性能差的元器件就容易失效。溫度循環(huán)篩選利用了高溫和低溫間的熱脹冷縮應力,能有效地剔除有熱性能缺陷的產品。元器件常用的篩選條件是-55~+125℃,循環(huán)5~10次。
電子元件的固有可靠性取決于產品的可靠性設計。在產品制造過程中,由于人為因素或原材料、工藝條件和設備條件的波動,最終成品無法全部達到預期的固有可靠性。在每一批成品中,總有一些潛在的缺陷和弱點,在一定的應力條件下,這些潛在的缺陷和弱點表現(xiàn)為早期失效。具有早期失效的元器件的平均壽命比正常產品要短得多。