一文理清电子元器件的可靠性试验

何谓可靠性技术？

可靠性技术究竟是什么。首先从这点开始做如下介绍。

可靠性技术也称为技术故障，是一项通过对产品故障发生的原因进行分析、评价并理解后，提高产品可靠性的技术。反过来说，也可以称之为制造故障技术。

※故障产品与不合格产品的区别

・不合格产品是指生产时就已经不合格的产品。

・故障产品是指生产时为合格品，但因时间较长而变成不合格产品。

使合格产品成为不合格产品的过程，称为可靠性技术。发生故障的原因，大致可分为以下3类：

①产品本身存在的潜在因素(内因)

②因使用环境中的热度、湿度等外在因素(外因)

③自然老化

何谓故障？

在前章节中，我们提到"可靠性技术也称为技术故障"，但实际上故障也分为很多种。以下是表示故障发生率与时间的相关性表格，称之为故障率曲线（浴盆曲线）。

产品随着时间变化，分为初期故障/偶发故障/磨耗故障3个阶段，其相应的故障产生原因也各不相同。

【初期故障】 产品在使用早期发生的故障，随着时间的推移，故障率逐渐减少。其主因可能是由于潜在的缺陷，需要通过完善设计/甄选工程及零件筛选等措施预防故障发生。

【偶发故障】 初期故障稳定后，会进入偶发故障阶段。主要是由于雷电、产品跌落等突发事件引起的，与时间推移无关，基本可以维持一定的故障率。我们的目标是通过预防生产工程上的偶发性缺陷以及控制使用环境的过度波动，使故障率接近于零。

【磨耗故障】 偶发故障阶段后，随着时间的推移，故障率又会增加。此时的主要原因是由于产品磨耗、损耗引起的，也可视为产品使用寿命已尽。

如上所述，故障也分为几种，而其相应诱因也各不相同。为确保质量，如何正确判断其诱因，以及选择正确的验证方法（可靠性试验）尤为关键。

何谓可靠性试验？

接下来对可靠性试验进行说明。可靠性试验是为预测从产品出厂到其使用寿命结束期间的质量情况。选定与市场环境相似度较高的环境应力后，设定环境应力程度与施加的时间，主要目的是尽可能在短时间内，正确评估产品可靠性。

其次，试验中有不同的试验项目。存在并非单一型应力，而是复合型环境应力的试验及以故障机理角度开发出来的试验方法等等。

下面列举若干与电子产品相关的主要的几种可靠性试验。

电子元器件可靠性试验方法汇总

电子元器件在设计生产时，要进行一系列的可靠性试验来保证产品质量，提高合格率。本文介绍电子元器件可靠性试验方法与对应的可靠性试验会暴露哪些缺陷。（可左右拖动表格）

试验类型

可靠性基础试验方法

试验目的

可能暴露的缺陷

应用

电应力＋热应力试验

高温静态老炼

剔除有隐患的元器件或剔除有制造缺陷的元器件（剔除早期失效的元器件）

扩散缺陷键合缺陷电迁移金属化缺陷 参数漂移

筛选试验 可靠性试验 寿命试验

高温动静态老炼

筛选试验可靠性评价寿命试验

高温交流工作

高温反偏

低温工作

热载流子效应

可靠性评价

气候环境应力试验

高温贮存

考核元器件在高温条件下工作或贮存的适应能力

电稳定性金属化缺陷腐蚀引线键合

鉴定检验筛选试验可靠性评价

温度循环

考核元器件在短期内反复承受温度变化的能力及不同结构材料之间的热匹配性能

封装的密封性引线键合芯片粘片硅（裂纹）PN结热缺陷

鉴定检验可靠性评价

热冲击

考核元器件在突然遭到温度剧烈变化时的抵抗能力及适应能力的试验

封装的密封性引线键合芯片粘片硅（裂纹）PN结热缺陷

鉴定检验可靠性评价

交变湿热试验

确定元器件在高温、高湿度或伴有温度湿度变化条件下工作或贮存的适应能力

外引线腐蚀外壳腐蚀离子迁移封装材料（绝缘、膨胀和机械性能）

鉴定检验可靠性评价

与封装有关的试验

内部水汽含量试验

测定在金属或陶瓷气密封装器件内的气体中水汽的含量，它是破坏性试验

封装内水汽含量

鉴定检验可靠性评价

键合强度试验

检验元器件键合处（如微电路封装内部的内引

线与芯片和内引线与封装体内外引线端）的键合强度

封装内水汽含量

鉴定检验可靠性评价

芯片剪切强度试验

考核芯片与管壳或基片结合的机械强度

芯片粘片

鉴定检验可靠性评价

与引线有关的试验

外引线可焊性试验

考核外引线低熔点焊接能力

外引线可焊性

鉴定检验可靠性评价

涂敷层附着力试验

考核外引线各涂敷层的牢固性

外引线涂敷层牢固性

鉴定检验可靠性评价

外引线抗拉试验

考核外引线在与其平行方向拉力作用下的引线牢固性和封装密封性

引线牢固性封装密封性

鉴定检验可靠性评价

外引线抗弯试验

考核外引线受弯曲应力作用（外引线在与其垂直方向的力）时的劣化程度

外引线抗疲劳试验

考核外引线抗金属疲劳的能力

外引线抗扭矩试验

考核外引线受扭转应力作用（外引线在与其垂直方向的力）时的劣化程度

与标志、标识有关的试验

耐溶性试验

验证当器件受到溶剂作用时，其标志是否会变模糊

标记附着性差

鉴定检验可靠性评价

特殊试验

静电放电敏感度试验

考核元器件抗静电放电能力

抗静电能力

鉴定检验可靠性评价

X射线透视

检测元器件封装内缺陷，特别是密封工艺引起的缺陷和诸如多余物、错误的内引线连接、芯片粘结空洞等内部缺陷

芯片粘片

引线形状

封装异物

芯片裂纹

分析

筛选试验

声学扫描显微镜

利用超声波不同材料接触面的反射特性非破坏性地查找物理缺陷

封装材料的空洞、裂纹和分层；芯片的裂纹和粘结空洞等

分析

筛选（主要用于塑封器件）

气候环境应力试验

盐雾

考核元器件在盐雾环境下的抗腐蚀能力

外壳腐蚀

外引线腐蚀

金属化腐蚀

电参数漂移

鉴定检验

可靠性评价

低气压试验

考核元器件对低气压工作环境的适应能力

绝缘（电离、放电和介质损耗）

PN 结温度

可靠性评价

机械环境应力试验

恒定加速度

确定元器件在离心加速度作用下的适应能力或评定其结构的牢靠性；检验并筛选掉粘片欠佳、内引线与键合点强度较差的器件

封装结构缺陷

芯片粘片

引线键合

芯片裂纹

机械强度

鉴定检验

筛选试验

可靠性评价

扫频振动

寻找被试验的试验样品的各阶固有频率及在这个频率段的耐振情况

引线键合

芯片粘片

芯片裂纹

鉴定检验

可靠性评价

振动噪声

考核在规定振动条件下有没有噪声产生

封装异物

封装结构缺陷

振动疲劳

考核在规定的频率范围内，外载荷的长时间激励对集成电路封装的影响

引线键合

芯片粘片

芯片裂纹

封装结构缺陷

机械冲击

确定元器件受到机械冲击时的适应性或评定其结构的牢靠性

封装结构缺陷

封装异物

芯片粘片

引线键合

芯片裂纹

外引线缺陷

与封装有关的试验

密封-粗检漏

确定具有内空腔的元器件和含有封装的元器件的气密性

封装的密封

鉴定检验

筛选试验

可靠性评价

密封-细检漏

PIND 试验

检验封装腔体内是否存在可动多余物，可动导电多余物可能导致微电路等的内部短路失效

封装异物

鉴定检验

筛选试验

可靠性评价

特殊试验

扫描电镜

通过对入射电子与样品表面互相作用产生二次电子信号检测得到样品表面放大的图像

芯片表面缺陷

引线材料表面缺陷

键合缺陷

分析

能谱分析

通过对入射电子与样品表面互相作用产生俄歇电子信号检测得到样品表面检测点的元素成分

表面成分分析

辐射应力试验

总电离剂量辐照

对已封装的半导体集成电路进行钴60γ射线源电离辐射总剂量作用，以评价低剂量率电离辐射对器件的作用（明显的时变效应）

漏电流增大

工作速度改变

参数和功能失效

增益下降

衰减增大

翻转

烧毁

闩锁

暗电流增大

鉴定检验

可靠性评价

中子辐射

检测和测量半导体器件关键参数在中子环境中的退化与中子注量的关系

单粒子效应

获得器件单粒子翻转截面、锁定截面与入射离子LET的关系，测定半导体器件单粒子翻转与锁定的敏感性；考核MOSFETs单粒子烧毁和栅穿的敏感度

相关问答

元器件 电性能 测试 方法?

元器件的检测是一项必不可少的基础性工作,如何准确有效地检测元器件的相关参数,判断元器件的是否正常,不是一件千篇一律的事,必须根据不同的元器件采用不同的...

各种 元器件 的测量方法?

1有很多种。2对于电阻器,可以使用万用表或者LCR表进行测量,通过测量电阻值来判断其性能。对于电容器,可以使用LCR表进行测量,通过测量电容值来判断其性...

可靠性测试 有哪些内容?

有环境可靠性试验,如:1.高温2.低温3.恒定湿热4.热冷冲击5.盐雾6.防水7.防尘8.紫外线9.振动10.冲击11.跌落12.霉菌13....此外还有一些较为专业.....

汽车零件进行疲劳试验的可靠度和失效概率（计算题需要计算过...

[回答]直接计算就可以了吧.失效概率:80/90=88.89%可靠度:1-88.89%=11.11%

电源老化 测试 如何老化?急!急!急!

[回答]电子产品的老化处理,其实这电子元件生产厂家,就已经做了这项工作,电子元件老化处理,可以在晶体管生产出来后,在元件出厂前,就会进行,可以提前挑选出...

电子产品 的 可靠性 决定于什么? - 懂得

而电子产品的可靠性决定于所用元器件的可靠性,因为电子产品中的任何一个元器件、任何一个焊点发生故障都将导致系统发生故障而电子产品的可靠性决...

eqct是什么标准?

EQCT是一个缩写,它可以代表多种不同的标准。在不同的领域和行业中,EQCT可能有不同的含义和用法。以下是一些常见的EQCT标准:1.欧洲质量体系认证(European...

acs713t好坏怎么判断?

其次,核对产品的型号,确保其与所需型号一致,避免因型号不匹配导致的兼容性问题。此外,测试acs713t的功能性也至关重要,通过连接相应的电路和元件,检验其是...

hast 工作原理?

【原理】HAST,也称压力测试/PCT测试,不饱和压力试验/USPCT。主要通过改变温度、湿度、压力等基础参数,即高温、高压、高湿,将水蒸气压力增加到一定程度,提高...

元器件 质量等级划分?

根据用途,元器件的质量等级可分为:用于元器件生产控制、选择和采购的质量等级和用于电子设备可靠性预计的质量等级两类,两者有所区别,又相互联系。用于元器...