电子元器件产品在研制、生产等过程中会因各种原因产生缺陷,而产品的可靠性工程可通过功能性能验证、环境应力、机械应力等试验排查或激发产品的某些潜在缺陷,避免后续使用中出现不可逆转的失效。其中,温度冲击试验(Temperature ramp >10℃/min)能够使电子元器件在极端温度的快速变化中,暴露出器件在弱于极端温度变化条件下会出现的潜在缺陷,使产品的可靠性更接近实际需要,从而保证和提高电子产品的可靠性。

 

温度冲击试验主要考察产品在使用过程中因蠕变或疲劳损伤而引起的失效,以及验证产品在定型或鉴定批产阶段对温度冲击环境的适应性;此外,在产品研制阶段还可帮助发现产品设计和制造工艺上的缺陷,在批产阶段的环境应力筛选过程中(ESS),剔除产品的早期失效故障。

 

不同介质下的温度冲击试验

在GB/T 2423.22-2012温度变化试验中,均列出了以空气-空气、液体-液体为介质的温度冲击试验,而温度冲击试验的考虑因素主要有暴露条件(试验温度,即高温、低温)、高低温持续时间、转换时间、温度变化速率、相对湿度等,显然使用液体作为介质进行的温度冲击试验更加严酷。

 

随着器件工艺的发展迭代,材料性能不断地改进,器件所能承受的温变能力明显提升,另一方面,现代电子装备对元器件或零件的可靠性提出了更高的要求。传统的空气-空气温度冲击对器件的深度潜在缺陷或环境适应性验证过程中面临着诸多痛点:

 

1、试验温度未到使用环境的极限,不能激发出更多的潜在缺陷;

2、温度冲击过程中产品温度不均匀,产品内部可能形成较大的温度梯度;

3、转换时间仍不能达到温度剧烈变化的程度;

4、冷热交替时,温度补偿不足,影响试验结果有效性。

 

广电计量解决方案:

广电计量引进日本HITACHI的液冷式温度冲击设备,以热媒液(氟油)作为传递温度的介质。该液体具备卓越的热稳定性、高导热能力、不易挥发、无色无毒、化学惰性等性能,能够有效解决温度冲击过程中可能存在温度不均匀的问题,且温度区间相较于气体媒介的更大,对试验产品内部能实现更充分的温度扩散,能够筛选出性能可靠性更高的产品。

低温区 (-70~0)℃
高温区 (70~150)℃
转换时间 10s(<1min)
停留时间 1s~99min59s
温度精度 ±2℃
试样笼尺寸(mm) 185*200*150
适用标准 GB/T 2423.22 试验方法Nc、GJB 548B 方法1011.1、JB 360B 方法107、MIL-STD-202方法107、MIL-STD-883方法1011.9、JIS C 0025-1988等

图1.液态温度冲击设备

图2.试验曲线

 

广电计量拥有一支经验丰富的可靠性验证技术开发、试验、失效分析团队,服务领域涵盖汽车、轨道交通、航空航天等产业,可根据产品的应用环境和技术指标来开发定制化的可靠性验证方案及失效分析方案,专业、高效地协助客户加速完成产品开发、升级和验证。

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