高低溫試驗箱在電子元器件行業(yè)的應用簡介

高低溫試驗箱用于電子電器元件、自動化元件、通訊元件、汽車零部件、金屬、化工材料、塑料等行業(yè)、國防工業(yè)、航空航天、行業(yè)、BGA、PCB基板、電子芯片IC、半導體陶瓷和高分子材料的物理變化，測試材料對高低溫的反復抵抗，以及產(chǎn)品因熱脹冷縮引起的化學變化或物理損壞，可以確認產(chǎn)品的質(zhì)量，從精密IC到重型機械全部采用元器件，是各領(lǐng)域產(chǎn)品測試的測試箱。

電子元件是整機的基礎(chǔ)。在制造過程中，由于制造過程的固有缺陷或控制不當，可能會導致與時間或應力相關(guān)的故障。為保證整批元器件的可靠性，滿足整機要求，在使用條件下可能出現(xiàn)初始失效的元器件必須拆除。元件故障率隨時間變化的過程可以用類似于“浴盆曲線”的故障率曲線來描述。早期故障率隨著時間的增加迅速下降，使用壽命內(nèi)（或意外故障期）的故障率基本不變。

1. 高溫儲存

電子元器件的故障大部分是由機體和表面的各種物理化學變化引起的，與溫度密切相關(guān)。溫度升高后，化學反應速度大大加快，失效過程也加快。從而使有缺陷的元器件能夠及時暴露出來并去除。

高溫篩選廣泛應用于半導體器件中?？捎行哂斜砻嫖廴?、鍵合不良、氧化層缺陷等失效機制的器件。通常在結(jié)溫下儲存 24 至 168 小時。

高溫篩分簡單易行，成本不大，可以在很多元件上實施。經(jīng)過高溫儲存后，可以穩(wěn)定元件的參數(shù)性能，減少使用中的參數(shù)漂移。應適當選擇各種部件的熱應力和篩選時間，以避免出現(xiàn)新的失效機制。

2.電源電老化

篩選時，在熱電應力的共同作用下，可以很好地暴露元器件本體和表面的各種潛在缺陷，是可靠性篩選的一項重要內(nèi)容。

各種電子元件通常在額定功率條件下老化數(shù)小時至168小時。有些產(chǎn)品，比如集成電路，是不能隨意改動的。然而，高溫工作可用于提高工作結(jié)溫并達到高應力狀態(tài)。應適當?shù)剡x擇部件的電應力，這可以等于或略高于額定條件，但不能引入新的失效機制。

電源老化需要專門的測試設(shè)備，成本高，篩選時間不宜過長。民用產(chǎn)品通常需要幾個小時，高可靠產(chǎn)品可以選擇100、168小時，航天級部件可以選擇240小時甚至更長的時間。

3. 溫度循環(huán)

電子產(chǎn)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，熱匹配性能差的元件很可能會失效。溫度循環(huán)篩選利用溫與極低溫之間的熱脹冷縮應力，可有效剔除具有熱性能缺陷的產(chǎn)品。常用的組分篩選條件為-55～+125℃，循環(huán)5-10次。

4、元件篩選的必要性

電子元器件的內(nèi)在可靠性取決于產(chǎn)品的可靠性設(shè)計。在產(chǎn)品的制造過程中，由于人為因素或原材料、工藝條件、設(shè)備條件的波動，最終產(chǎn)品無法全部達到預期的內(nèi)在可靠性。

在每一批成品中，總有一些產(chǎn)品存在一些潛在的缺陷和弱點，這些潛在的缺陷和弱點在一定的應力條件下表現(xiàn)為早期失效。早期失效的部件的平均壽命比正常產(chǎn)品短得多。

電子設(shè)備能否可靠工作，取決于電子元器件能否可靠工作。如果在整機和設(shè)備上安裝早期故障部件，則整機和設(shè)備的早期故障率將大大增加，其可靠性達不到要求，而且維修費用很高。

因此，在將電子元件安裝到整機和設(shè)備上之前，必須盡量排除早期故障的元件。為此，必須篩選組件。根據(jù)國內(nèi)外的篩選經(jīng)驗，有效的篩選可以將元器件的總故障率降低1-2個數(shù)量級。因此，無論是產(chǎn)品還是民用產(chǎn)品，篩選都是保證可靠性的重要手段。