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新聞資訊
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環(huán)境試驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)
  1. 共查閱:[ 3027 ]
  2. [ 2012-03-15 ]
環(huán)境試驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)
一、溫度試驗(yàn):
  電工電子產(chǎn)品在溫度應(yīng)力的作用下會(huì)造成塑料、樹脂的老化、分解、變形、甚至燃燒;金屬短路、斷路、損壞;焊劑流動(dòng)、焊接不實(shí)形成噪聲。根據(jù)“10℃規(guī)則”,當(dāng)環(huán)境溫度上升10℃時(shí),產(chǎn)品壽命會(huì)減少一半;當(dāng)環(huán)境溫度上升10℃時(shí),產(chǎn)品壽命會(huì)減少到四分之一。根據(jù)這一現(xiàn)象,我們可以升高環(huán)境溫度,加速失效現(xiàn)象的發(fā)生。這就是我們進(jìn)行的加速壽命老化試驗(yàn)。還必須對早期失效的不合格的產(chǎn)品進(jìn)行篩選測試。

二、濕熱試驗(yàn):
  試驗(yàn)樣品在高溫高濕條件下,會(huì)造成水氣吸附和擴(kuò)散。許多材料吸濕后體積膨脹、強(qiáng)度降低、電性能下降、金屬腐蝕、離子遷移、造成開路或短路。
  典型的半導(dǎo)體器件加速濕阻試驗(yàn)

序 號(hào) 試驗(yàn)項(xiàng)目 內(nèi)  容 典型溫濕度條件
1 溫度-濕度存儲(chǔ)試驗(yàn) 將器件放在恒定的溫度和相對濕度
小于100%的環(huán)境之中
 60℃ 90%RH;85℃
 85%RH
2 溫度-濕度偏壓試驗(yàn)
(THB)
同上+偏壓  同上
3 沸騰試驗(yàn) 將試件浸沒于沸騰的液體中  100℃的去離子水
4 壓力蒸煮鍋試驗(yàn) 暴露于超過1大氣壓的濕潤蒸氣壓中  121℃100%RH
5 非濕潤飽和壓力試驗(yàn) 暴露于超過1大氣壓的非濕潤蒸氣壓中  121℃85%RH
6 非濕潤飽和壓力試驗(yàn)偏壓試驗(yàn) 同上+偏壓  同上
7 壓力蒸煮鍋試驗(yàn)+
溫度-濕度偏壓試驗(yàn)
如同溫度-濕度偏壓試驗(yàn)進(jìn)行預(yù)處理
一樣實(shí)施壓力蒸煮鍋試驗(yàn)
 121℃100%RH,
 8h+85℃85%RH
8 溫度周期循環(huán)試驗(yàn)
+壓力蒸煮鍋試驗(yàn)
如同壓力蒸煮鍋試驗(yàn)進(jìn)行預(yù)處理
一樣實(shí)施溫度周期性循環(huán)試驗(yàn)
 125℃到-55℃ ,
 5個(gè)循環(huán)+121℃
 100%RH
9 系列試驗(yàn) 系列試驗(yàn)或由上面試驗(yàn)結(jié)合
機(jī)械試驗(yàn)、
熱阻試驗(yàn)所組成的復(fù)合試驗(yàn)
——
 
 
  下述結(jié)論不僅適用于濕熱試驗(yàn)同時(shí)也適用于其他環(huán)境試驗(yàn)

  試驗(yàn)數(shù)據(jù)兼容性 加速性 再現(xiàn)性
  1、溫濕度儲(chǔ)存試驗(yàn) ×
  2、蒸煮試驗(yàn) ×
  3、壓力蒸煮試驗(yàn) ×
  4、溫濕度偏壓試驗(yàn)
  5、非濕潤飽和壓力試驗(yàn)
 
  注:◎很好○好△一般×不完全
濕熱試驗(yàn)的注意事項(xiàng):
  1、試驗(yàn)?zāi)康拿鞔_,進(jìn)行與目的相符的試驗(yàn)。積累每一次的失效數(shù)據(jù),為以后的試驗(yàn)?zāi)苡行У剡M(jìn)行。
  2、關(guān)心測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,濕球紗布變質(zhì)變贓會(huì)導(dǎo)致測量精度偏差5%~10%:要使用脫脂的干凈紗布和蒸
    餾水。
  3、在進(jìn)行溫度-濕度偏壓試驗(yàn)(THB)時(shí),因試件內(nèi)部發(fā)熱,試樣表面附近的相對濕度會(huì)降低,影響試驗(yàn)的
    準(zhǔn)確性。試驗(yàn)方式可調(diào)整為:通電1小時(shí)斷電3小時(shí),斷續(xù)電試驗(yàn)。
  4、試驗(yàn)箱內(nèi)的溫濕度條件應(yīng)與試樣內(nèi)部的溫濕度條件保持一致,且均勻度要好。在高濕度試驗(yàn)中,如果某一
    點(diǎn)的溫度低1℃ ,這一點(diǎn)的濕度就可能變成100%RH,就會(huì)有凝結(jié)的水珠出現(xiàn),使試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)生很大變
    化。
  5、防止試驗(yàn)箱頂部凝露水滴到度樣上,造成不必要的損失。
  6、在壓力蒸煮鍋試驗(yàn)結(jié)束后,要冷卻后再取出。防止試樣受到壓力沖擊和溫度沖擊,造成樣品破裂損壞。

三、高低溫溫度沖擊試驗(yàn):
  航空器起飛或降落時(shí),機(jī)載外部器材會(huì)出現(xiàn)溫度的急劇變化;設(shè)備從高溫區(qū)移到低溫區(qū)或從低溫區(qū)移到高溫區(qū);設(shè)備通電與斷電;采用錫焊焊接;整機(jī)小型化,元件密集,元器件更容易受熱,等等。都會(huì)引起高低溫溫度的沖擊。元器件都是由不同材料構(gòu)成,由熱膨脹系數(shù)不同引起的故障時(shí)有發(fā)生。為此,對產(chǎn)品進(jìn)行高低溫溫度沖擊試驗(yàn),在較短時(shí)間內(nèi)確認(rèn)產(chǎn)品特性的變化,發(fā)現(xiàn)在常溫狀態(tài)下難以發(fā)現(xiàn)的潛在故障,是提高產(chǎn)品可靠性的有力措施。
  在美國,高低溫溫度沖擊試驗(yàn)經(jīng)常作為篩選試驗(yàn)形式對出廠前的產(chǎn)品進(jìn)行100%的檢查。在日本,高低溫溫度沖擊試驗(yàn)則作為加速可靠性試驗(yàn)的一種形式廣泛用于產(chǎn)品的開發(fā)階段。將元器件暴露于迅速交替的超高溫和超低溫的試驗(yàn)環(huán)境中。在早期,就將不良品篩選出去。保證后面的工作順利進(jìn)行。

  高低溫溫度沖擊試驗(yàn)與溫度循環(huán)試驗(yàn)的區(qū)別:

  高低溫溫度沖擊試驗(yàn) 溫度循環(huán)試驗(yàn)
溫度變化
速率
急劇 緩慢,1~5℃/min
循環(huán)次數(shù) 5~10個(gè)循環(huán)(多至100個(gè)循環(huán)) 5~10個(gè)循環(huán)(多至1000個(gè)循環(huán))
熱 平 衡 正好到達(dá) 到達(dá)
試驗(yàn)時(shí)間
用  途  1、膨脹系數(shù)不同引起的連接部位剝離;
 2、膨脹系數(shù)不同龜裂后水分進(jìn)入;
 3、水分滲入導(dǎo)致腐蝕及短路現(xiàn)象發(fā)生的
   加速試驗(yàn)。
 1、通過長期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)腐蝕傾向;
 2、長時(shí)間多次循環(huán),觀察應(yīng)力疲勞現(xiàn)象;
 3、調(diào)查分析市場失效的相關(guān)性。
使用設(shè)備 冷熱沖擊試驗(yàn)箱 交變濕熱試驗(yàn)箱
 
  兩箱法和三箱法的溫度恢復(fù)時(shí)間:溫度恢復(fù)時(shí)間相當(dāng)于轉(zhuǎn)換時(shí)間,它是指樣品從一個(gè)極限溫度轉(zhuǎn)移到另一個(gè)極限溫度所經(jīng)歷的時(shí)間。由于氣槽式高低溫溫度沖擊試驗(yàn)箱通過切換風(fēng)門改變試驗(yàn)工作區(qū)的暴露環(huán)境,所以采用了恢復(fù)時(shí)間這個(gè)說法。
  高低溫溫度沖擊試驗(yàn)條件與用途:高低溫溫度沖擊試驗(yàn)使用范圍十分廣泛,這里列出具有代表性的試驗(yàn)條件供參考。

試驗(yàn)樣品 試驗(yàn)條件 試驗(yàn)?zāi)康?/span>
環(huán)氧樹脂電路板     1、-30℃←→+80℃(各30分鐘,1000次循環(huán),22℃/分)
    2、-60℃←→+100℃(各30分鐘,1000次循環(huán),10℃/分)
加速試驗(yàn)
極限試驗(yàn)
IC半導(dǎo)體     -55℃←→+125℃(各30分鐘,100次循環(huán),20℃/分) 特性評估試驗(yàn)
光  纜     -45℃←→+80℃(各60分鐘,200次循環(huán),10℃/分) 材料特性試驗(yàn)
連 接 器     -30℃←→+80℃(各15分鐘,100次循環(huán),20℃/分) 壽命試驗(yàn)
汽車電器     1、+80℃,60分鐘←室溫5分鐘→-40℃,60分鐘→室溫5分鐘
    2、+80℃←→-40℃(各30分鐘,5次循環(huán),5分鐘恢復(fù)24℃ /分)
開發(fā)篩選
汽車音響     1、-40℃←→+80℃(各30分鐘,500次循環(huán),10℃/分,通電)
    2、-20℃←→+80℃(各30分鐘,5次循環(huán),10℃ /分)
特性評估
生產(chǎn)ESS
樹脂成型品     -30℃←→+80℃(各30分鐘,300次循環(huán),20℃/分) 品質(zhì)確認(rèn)
 

       選擇高低溫溫度沖擊試驗(yàn)箱(氣槽式)的注意事項(xiàng):
  選擇時(shí)不僅要考慮設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性和操作性,同時(shí)還要考慮以下因素:
  1、溫度均勻性好;且傳感器所檢測的溫度能真實(shí)反映試樣所處的溫度。
  2、三箱法具有固定的樣品試驗(yàn)區(qū),具有外部信號(hào)連接功能;兩箱法采用提籃移動(dòng)改變暴露環(huán)境,不作通電測試。
  3、試驗(yàn)箱執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是什么?是否采用液態(tài)二氧化碳、液氮來輔助冷卻?
  總之,高低溫溫度沖擊試驗(yàn)是標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境試驗(yàn)中比較難的試驗(yàn)。要認(rèn)真分析產(chǎn)品失敗的原因,以確定合適的試驗(yàn)條件。

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