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电子元器件元器件高温贮存试验

一、试验目的

电子元器件的失效很多是由于环境温度造成体内和表面的各种物理、化学变化所引起的。温度升高后,使得化学反应速率大大加快,其失效过程也得到加速,使有缺陷的元器件能及时暴露。 

通过高低温试验箱模拟环境温度变化提高元器件环境温度适应能力,加速元器件中可能发生或存在的任何化学反应过程(如由水汽或其他离子所引起的腐蚀作用,表面漏电、沾污以及金-铝之间金属化合物的生成等),使具有潜在缺陷的元器件提前失效而剔除。 

高温贮存试验对于表面沾污、引线键合不良和氧化层缺陷等都有很好的筛选作用。 

测试

二、试验原理

高温贮存是在试验箱内模拟高温条件,对元器件施加高温应力(不加电应力),使得元器件体内和表面的各种物理、化学变化的化学反应速率大大加快,其失效过程也得到加速,使有缺陷的元器件能尽早暴露。 

高温贮存筛选的特点:

① 最大的优点是操作简便易行,可以大批量进行,投资少,其筛选效果也不差,因而是目前比较普遍采用的筛选试验项目。

② 通过高温贮存还可以使元器件的性能参数稳定下来,减少使用中的参数漂移,故在GJB548中也把高温贮存试验称为稳定性烘焙试验。

③ 对于工艺和设计水平较高的成熟器件,由于器件本身已很稳定,所以做高温存贮筛选效果很差,筛选率几乎为零。

三、试验设备

高低温试验箱,适用产品零部件及材料在高温、低温(交变)循环变化的情况下,检验其可靠性各项性能指标的仪器设备。高温时可测试产品零件、材料可能发生软化、效能降低、特性改变、潜在破坏、氧化等现象。 

高低温试验箱

四、暴露的缺陷

元器件的电稳定性、金属化、硅腐蚀和引线键合缺陷等。 

五、注意事项 

1.温度-时间应力的确定。 

在不损害半导体器件的情况下筛选温度越高越好,因此应尽可能提高贮存温度。贮存温度需根据管壳结构、材料性质、组装和密封工艺而定,同时还应特别注意温度和时间的合理确定。 

有一种误解认为温度越高、时间越长筛选考验就越严格,这是错误的。例如:如果贮存温度过高、时间过长则使器件加速退化以及对器件的封装有破坏性,还有可能造成引线镀层微裂及引线氧化,使得可焊接性变差。 

确定温度、时间对应关系的原则是:保持对元器件施加的应力强度不能变,即如果提高了贮存温度,则应减少贮存时间。 

对于半导体器件来说,最高贮存温度除了受到金属与半导体材料共熔点温度的限制以外,还受到器件封装所用的键合丝材料、外壳漆层及标志耐热温度和引线氧化温度的限制。因此,金-铝键合的器件最高贮存温度可选用150 ℃,铝-铝键合最高可选用200 ℃,金-金键合器件最高可选用300 ℃。对电容器来说,最高贮存温度除了受到介质耐热温度限制外,还受到外壳漆层和标志耐热温度以及引线氧化温度的限制,某些电容器还受到外壳浸渍材料的限制,因此,电容器的最高贮存温度一般都取它的正极限温度。

2.高温贮存多数在封装后进行,半导体器件也有在封装前的圆片阶段或键合后进行,或封装前后都进行。 

3.高温贮存试验结束后,如须对元器件进行测试对比,国军标中规定必须在96 小时内测试完毕。

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本文标签: 高低温试验箱

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