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電子元器件元器件高溫貯存試驗(yàn)

一、試驗(yàn)?zāi)康?/strong>

電子元器件的失效很多是由于環(huán)境溫度造成體內(nèi)和表面的各種物理、化學(xué)變化所引起的。溫度升高后,使得化學(xué)反應(yīng)速率大大加快,其失效過程也得到加速,使有缺陷的元器件能及時(shí)暴露。 

通過高低溫試驗(yàn)箱模擬環(huán)境溫度變化提高元器件環(huán)境溫度適應(yīng)能力,加速元器件中可能發(fā)生或存在的任何化學(xué)反應(yīng)過程(如由水汽或其他離子所引起的腐蝕作用,表面漏電、沾污以及金-鋁之間金屬化合物的生成等),使具有潛在缺陷的元器件提前失效而剔除。 

高溫貯存試驗(yàn)對于表面沾污、引線鍵合不良和氧化層缺陷等都有很好的篩選作用。 

測試

二、試驗(yàn)原理

高溫貯存是在試驗(yàn)箱內(nèi)模擬高溫條件,對元器件施加高溫應(yīng)力(不加電應(yīng)力),使得元器件體內(nèi)和表面的各種物理、化學(xué)變化的化學(xué)反應(yīng)速率大大加快,其失效過程也得到加速,使有缺陷的元器件能盡早暴露。 

高溫貯存篩選的特點(diǎn):

① 的優(yōu)點(diǎn)是操作簡便易行,可以大批量進(jìn)行,投資少,其篩選效果也不差,因而是目前比較普遍采用的篩選試驗(yàn)項(xiàng)目。

② 通過高溫貯存還可以使元器件的性能參數(shù)穩(wěn)定下來,減少使用中的參數(shù)漂移,故在GJB548中也把高溫貯存試驗(yàn)稱為穩(wěn)定性烘焙試驗(yàn)。

③ 對于工藝和設(shè)計(jì)水平較高的成熟器件,由于器件本身已很穩(wěn)定,所以做高溫存貯篩選效果很差,篩選率幾乎為零。

三、試驗(yàn)設(shè)備

高低溫試驗(yàn)箱,適用產(chǎn)品零部件及材料在高溫、低溫(交變)循環(huán)變化的情況下,檢驗(yàn)其可靠性各項(xiàng)性能指標(biāo)的儀器設(shè)備。高溫時(shí)可測試產(chǎn)品零件、材料可能發(fā)生軟化、效能降低、特性改變、潛在破壞、氧化等現(xiàn)象。 

高低溫試驗(yàn)箱

四、暴露的缺陷

元器件的電穩(wěn)定性、金屬化、硅腐蝕和引線鍵合缺陷等。 

五、注意事項(xiàng) 

1.溫度-時(shí)間應(yīng)力的確定。 

在不損害半導(dǎo)體器件的情況下篩選溫度越高越好,因此應(yīng)盡可能提高貯存溫度。貯存溫度需根據(jù)管殼結(jié)構(gòu)、材料性質(zhì)、組裝和密封工藝而定,同時(shí)還應(yīng)特別注意溫度和時(shí)間的合理確定。 

有一種誤解認(rèn)為溫度越高、時(shí)間越長篩選考驗(yàn)就越嚴(yán)格,這是錯(cuò)誤的。例如:如果貯存溫度過高、時(shí)間過長則使器件加速退化以及對器件的封裝有破壞性,還有可能造成引線鍍層微裂及引線氧化,使得可焊接性變差。 

確定溫度、時(shí)間對應(yīng)關(guān)系的原則是:保持對元器件施加的應(yīng)力強(qiáng)度不能變,即如果提高了貯存溫度,則應(yīng)減少貯存時(shí)間。 

對于半導(dǎo)體器件來說,貯存溫度除了受到金屬與半導(dǎo)體材料共熔點(diǎn)溫度的限制以外,還受到器件封裝所用的鍵合絲材料、外殼漆層及標(biāo)志耐熱溫度和引線氧化溫度的限制。因此,金-鋁鍵合的器件貯存溫度可選用150 ℃,鋁-鋁鍵合可選用200 ℃,金-金鍵合器件可選用300 ℃。對電容器來說,貯存溫度除了受到介質(zhì)耐熱溫度限制外,還受到外殼漆層和標(biāo)志耐熱溫度以及引線氧化溫度的限制,某些電容器還受到外殼浸漬材料的限制,因此,電容器的貯存溫度一般都取它的正極限溫度。

2.高溫貯存多數(shù)在封裝后進(jìn)行,半導(dǎo)體器件也有在封裝前的圓片階段或鍵合后進(jìn)行,或封裝前后都進(jìn)行。 

3.高溫貯存試驗(yàn)結(jié)束后,如須對元器件進(jìn)行測試對比,國軍標(biāo)中規(guī)定必須在96 小時(shí)內(nèi)測試完畢。

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