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机械可靠性测试介绍.pptx

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环境应力力与失效效的关系系




环境应应力与与失效效的关关系
1温温度应应力对对产品品的影影响
当讨论论产品品寿命命时,一般般采用用"θθ℃规规则"的表表达方方式。。具体体应用用时可可以表表达为为"10℃℃规则则"等等,当当周围围环境境温度度上升升10℃时时,产产品寿寿命就就会减减少一一半;;当周周围环环境温温度上上升20℃℃时,,产品品寿命命就会会减少少到四四分之之一。。这种种规则则可以以说明明温度度是如如何影影响产产品寿寿命((失效效)的的。
高温对对产品品的影影响::老化化、氧氧化、、化学学变化化、热热扩散散、电电迁移移、金金属迁迁移、、熔化化、汽汽化变变型等等
低温对产品品的影响::脆化、结结冰、粘度度增大和固固化、机械械强度的降降低、物理理性收缩等等
环境应力与与失效的关关系
2湿度对对产品的影影响
高温高湿条条件作用试试验样品上上,可以构构成水气吸吸附、吸收收和扩散等等作用。许许多材料在在吸湿后膨膨胀、性能能变坏、引引起物质强强度降低及及其他主要要机械性能能的下降,,吸附了水水气的绝缘缘材料不但但会引起电电性能下降降,在一定定条件下还还会引发各各种不同的的失效,是是影响电子子产品最主主要的失效效环境。
湿度对产品品的影响::腐蚀、离离子迁移、、扩散、水水解、爆裂裂、霉菌、、
环境应力与与失效的关关系
湿度引起塑塑封半导体体器件腐蚀蚀的失效::
在硅片上集集成有大量量电子元件件的集成电电路芯片及及其元件通通过导线连连接起来构构成电路。。由于铝和和铝合金价价格便宜,,加工工艺艺简单,因因此通常被被使用为集集成电路的的金属线。。从进行集集成电路塑塑封工序开开始,水气气便会通过过环氧树脂脂渗入引起起铝金属导导线产生腐腐蚀进而产产生开路现现象,成为为品质工程程最为头痛痛的问题。。人们虽然然通过各种种改善包括括采用不同同环氧树脂脂材料、改改进塑封技技术和提高高非活性塑塑封膜为提提高产品质质量进行了了各种努力力,但是随随着日新月月异的半导导体电子器器件小型化化发展,塑塑封铝金属属导线腐蚀蚀问题至今今仍然是电电子行业非非常重要的的技术课题题。
环境应力与与失效的关关系
铝线中产生生腐蚀过程程:①水气渗渗透入塑封封壳内→湿湿气渗透到到树脂和导导线间隙之之中②②水水气渗透透到晶片表表面引起铝铝化学反应应
加速铝腐蚀蚀的一些因因素(铝金属导线线腐蚀反应应随着是否否施加偏压压而变化))
①树脂材料料与晶片框框架接口之之间连接不不够好(由由于各种材材料之间存存在膨胀率率的差异))。②②封封装时,封封装材料掺掺有杂质或或者杂质离离子的污染染(由于杂杂质离子的的出现)。。③③非活活性塑封膜膜中所使用用的高浓度度磷。④④非活性塑塑封膜中存存在的缺陷陷。
环境应力与与失效的关关系
3冷热温温度冲击对对产品的影影响
高温和低温温的失效都都会反映在在冷热温度度冲击试验验中,冷热热冲击试验验只是加速速了高温和和低温失效效的产生。。下面归纳纳了实际生生产或使用用环境中存存在的具有有代表性的的冷热温度度冲击环境境,这些冷冷热冲击环环境常常是是导致产品品失效的主主要原因。。
;
,关闭闭马达时周周围器件会会出现温度度骤然下降降;
,或或者从温度度相对较低低的室外移移到温度较较高的室内内;
,导致设设备内部产产生陡峭的的温度梯度度。在温度度较低的环环境中切断断电源可能能会导致设设备内部产产生相反方方向陡峭的的温度梯度度;
;;
,航空器器机载外部部器材可能能会出现温温度的急剧剧变化。
环境应力与与失效的关关系
4机械冲冲击和振动动对产品的的影响
机械冲击和和振动主要要是针对处处于剧烈振振动环境中中的车用电电子设备。。可是最近近由于一般般电子设备备也因为其其便携化而而变得易受受振动,因因此机械应应力的应用用范围也广广泛了。
机械应力所所造成的失失效主要是是连接器、、继电器等等连接部件件,当然对对装配工艺艺不合理的的设计也容容易引起元元器件的脱脱落和引线线短裂,对对元器件内内部工艺不不良的产品品会引起开开路、短路路、间歇连连接。
加速寿命实实验
加速候命试试验的目的的
半导体工艺艺技术的创创新在近几几年盲目的的推进。
此外,由于于最近要求求缩短产品品开发时间间
作为产品开开发产品可可靠性处于于相同的情情况,必须须在短时间间内知道可可靠性特征征。
基于这种情情况下加速速的寿命试试验是通过过最小样品品尺寸和最最短的测试试时间来知知道可靠性性的方法。。JIS标标准定义““加速试验验”是“为为了缩短测测试时间执执行比标准准条件更严严酷的条件件下进行的的测试”。。在严酷的的条件下进进行测试可可用少点样样品在短时时间内预测测市场失效效率,因而而减少要求求的时间和和费用证实实可靠性。。
加速速寿寿命命实实验验

温度度对对半半导导体体的的寿寿命命影影响响是是很很大大的的,,因因此此使使用用温温度度加加速速寿寿命命的的加加速速试试验验的的最最常常见见的的方方法法。。
温度度应应力力基基于于的的反反应应是是由由空空气气统统一一,,空空气气模模型型被被广广泛泛用用于于半半导导体体产产品品寿寿命命预预测测
这种空空气模模型公公式表表示如如下::
:寿命命Ea::活化化能(eV)T::绝绝对温温度(K)A::常量量k::波尔尔兹曼曼系数数
上述公公式显显示半半导体体寿命命取决决于半半导体体受到到的温温度。。
加速的的测试试利用用这一一特性性被称称为温温度加加速测测试不不过例例如一一些因因为热热载体体的影影响导导致的的失效效(高高能源源载体体产生生的电电场捕捕捉的的栅氧氧化膜膜的现现象)可能能有负负面的的活化化能值值。当当加速速这些些类型型的失失效,,作为为温度度测试试增加加试验验效果果是减减少的的。