电子元件可靠性

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电子元器件可靠性

电子元器件可靠性
电子元器件可靠性
2024年2月1日星期四
选用元器件要考虑的要素
1. 电特性:元器件除了满足装备功能要求之外,要能经受最大施加的电应力 2. 工作温度范围:器件的额定工作温度范围应等于或宽于所要经受的工作温度范围 3. 工艺质量与可制造性:元器件工艺成熟且稳定可控,成品率应高于规定值,封
装应能与设备组装工艺条件相容 4. 稳定性:在温度、湿度、频率、老化等变化的情况下,参数变化在允许的范围内 5. 寿命:工作寿命或贮存寿命应不短于使用它们的设备的预计寿命 6. 环境适应性:应能良好地工作于各种使用环境,特别是如潮热、盐雾、沙尘、
基本结构:固体二氧化锰作为电介质,烧结的钽块作为阳极 优点(与铝电解电容器相比)
温度范围宽:可达-55℃~125℃ 漏电流小:<0.01CV[uA],可与品质最好的铝电解电容相比 损耗因数低:0.04~0.1,约比铝电解电容好两倍 温度系数低:电容值在工作温度范围内的变化±3~ ± 15% 有可能反极性使用:在某些工作电压范围内 体积小:可以做成片状电容 寿命长:常常作为军事用途
酸雨、霉菌、辐射、高海拔等特殊环境 7. 失效模式:对元器件的典型失效模式和失效机理应有充分了解 8. 可维修性:应考虑安装、拆卸、更换是否方便以及所需要的工具和熟练等级 9. 可用性:供货商多于1个,供货周期满足设备制造计划进度,能保证元器件失
效时的及时更换要求等 10. 成本:在能同时满足所要求的性能、寿命和环境制约条件下,考虑采用性价比
3 固有噪声 碳膜电阻内部结构不连续性大,是固有噪声最大的电阻 线绕电阻内部为体金属,不连续性很小,是固有噪声最小的电阻 金属膜电阻的固有噪声介于碳膜电阻和线绕电阻之间 固有噪声大的电阻不宜用于微弱信号放大、高增益精密等电路中

电子元器件的可靠性与稳定性研究

电子元器件的可靠性与稳定性研究

电子元器件的可靠性与稳定性研究电子元器件是现代电子技术的基础和重要组成部分。

其可靠性与稳定性是影响电子产品质量和寿命的关键因素,也是电子制造领域的重点研究方向之一。

一、电子元器件可靠性的定义和影响因素电子元器件的可靠性是指其在规定的工作条件下,在一定时间内正常运行、不出现故障的能力。

影响电子元器件可靠性的因素较为复杂,主要包括两个方面:内部因素和外部因素。

内部因素包括材料质量、制造工艺、设计结构、加工精度等因素,这些因素直接影响元器件的品质和性能。

外部因素包括电气应力、温度、湿度、振动、气氛环境等因素,这些因素会与内部因素相互作用,共同影响电子元器件的可靠性。

二、电子元器件可靠性的评价方法评价电子元器件可靠性的方法主要包括两个方面:实验测试和数学模拟。

实验测试是通过一系列的可靠性试验,对元器件的品质和性能进行评估。

例如,可进行加速寿命试验、温度循环试验、高温高湿试验、电压应力试验等,以便评估电子元器件的可靠性水平。

数学模拟是利用计算机辅助软件对元器件进行数学模拟,解析其物理和化学特性,以预测其寿命和可靠性。

这种方法具有快速、准确等优点,对于需要大量试验数据的元器件可靠性评估尤为有效。

三、电子元器件的稳定性研究电子元器件的稳定性研究不仅关乎其性能表现,还涉及到应用中的安全稳定性和可靠性问题。

电子元器件的稳定性主要包括长期稳定性和短期稳定性两个方面。

长期稳定性是指电子元器件在长时间工作状态下,各项性能指标的变化程度。

对于一些长期运行和高度安全要求的设备,尤其需要关注长期稳定性问题。

短期稳定性则是指元器件在工作过程中由不同条件引起的临时性的性能偏差。

这种稳定性问题对于高速、高频、高精度设备尤其关键。

四、电子元器件可靠性和稳定性的研究现状和未来发展方向电子元器件可靠性和稳定性的研究不断得到深入,实现了快速进展。

在可靠性试验方法上,常规耐热、耐零下温度、抗电应力、耐湿等测试以外,现在也考虑到模拟卫星轨道等特殊工作条件下的可靠性评估。

电子元器件的可靠性与质量控制最佳实践和质量标准

电子元器件的可靠性与质量控制最佳实践和质量标准

电子元器件的可靠性与质量控制最佳实践和质量标准在现代的电子设备中,电子元器件起着至关重要的作用。

无论是电视、手机、电脑还是其他各种电子产品,都离不开电子元器件的支持。

因此,保证电子元器件的可靠性和质量控制是非常重要的。

本文将介绍电子元器件的可靠性与质量控制的最佳实践和质量标准。

一、可靠性测试1. 电子元器件的可靠性测试是确保元器件在设计寿命内能够正常工作的关键。

这些测试包括环境应力测试、可靠性试验和可靠性审核。

其中环境应力测试是模拟元器件在不同环境条件下的工作,以检测元器件对温度、湿度、振动和冲击等因素的适应能力。

可靠性试验是通过对元器件进行长时间的工作来评估其寿命和稳定性。

可靠性审核是针对元器件的设计、制造和测试等方面进行评估,以确保其符合质量标准。

2. 为了提高电子元器件的可靠性,一些最佳实践应该被应用。

首先,元器件的设计应符合相关的质量标准和规范。

其次,制造过程中应严格控制元器件的品质和工艺。

再次,对元器件进行全面的测试和验证,包括原始材料检测、工艺过程控制和最终产品测试等。

最后,建立完善的供应链管理体系,确保元器件的来源可靠。

二、质量控制标准1. 一些国际组织和标准机构制定了质量控制标准,以指导电子元器件的制造和测试。

例如,国际电工委员会(IEC)发布了一系列有关电子元器件可靠性和质量的标准,如IEC 60068系列和IEC 60749系列。

这些标准规定了元器件的环境应力测试方法和可靠性试验方法。

2. 此外,一些行业协会和厂商也发布了自己的质量控制标准。

例如,电子工程师协会(IEEE)提供了一系列关于电子元器件质量控制和可靠性测试的标准,如IEEE 1284和IEEE 610等。

此外,一些知名的电子元器件制造商也制定了自己的质量控制标准,如Intel和Texas Instruments等。

三、质量问题的处理1. 在电子元器件的生产和使用过程中,难免会遇到一些质量问题。

这些问题可能涉及到材料的选择、生产过程中的错误以及运输和存储中的损坏等。

电子元器件的可靠性与寿命评估:方法与工具

电子元器件的可靠性与寿命评估:方法与工具

电子元器件的可靠性与寿命评估:方法与工具电子元器件的可靠性和寿命评估是电子工程师和产品设计师在进行产品设计和制造过程中不可忽视的重要环节。

本文将详细介绍电子元器件可靠性和寿命评估的方法和工具,包括可靠性测试、加速寿命试验、失效模式与失效机理分析等。

一、可靠性测试可靠性测试是通过对元器件进行长时间不间断、高负载的工作,以模拟实际工作环境,获取元器件在运行过程中的可靠性指标。

可靠性测试可以分为环境应力测试和可靠性固有测试两种。

1. 环境应力测试环境应力测试是在电子元器件所处的环境条件下,对其进行工作负载测试,以评估其在实际工作环境下的可靠性。

常用的环境应力测试包括温度循环测试、湿度试验和振动冲击试验等。

- 温度循环测试:将元器件置于高温和低温交替的环境中,观察元器件在温度变化下的可靠性表现。

- 湿度试验:将元器件置于高湿度或低湿度环境中,观察元器件在湿度变化下的可靠性表现。

- 振动冲击试验:通过对元器件进行振动或冲击,观察元器件在振动或冲击下的可靠性表现。

2. 可靠性固有测试可靠性固有测试是通过对元器件在正常工作条件下进行长时间运行,观察其在实际工作环境下的可靠性表现。

常用的可靠性固有测试包括静电放电测试、高电压测试和电流波形测试等。

- 静电放电测试:通过在元器件上施加静电放电,观察元器件在静电放电下的可靠性表现。

- 高电压测试:通过在元器件上施加高电压,观察元器件在高电压下的可靠性表现。

- 电流波形测试:通过观察元器件在工作电流波形下的表现,评估其在实际工作环境中的可靠性。

二、加速寿命试验加速寿命试验是一种通过提高元器件运行环境中的应力水平,以缩短测试时间并模拟元器件长时间使用下的疲劳和老化过程的方法。

加速寿命试验可以分为温度加速寿命试验和电压加速寿命试验两种。

1. 温度加速寿命试验温度加速寿命试验通过提高元器件工作温度,加速元器件的老化过程。

常用的温度加速寿命试验方法包括高温老化试验和高温高湿老化试验。

电子元器件的可靠性与质量控制策略

电子元器件的可靠性与质量控制策略

电子元器件的可靠性与质量控制策略在电子设备的制造过程中,电子元器件的可靠性和质量控制是至关重要的。

本文将探讨电子元器件可靠性及相关的质量控制策略,旨在提高电子产品的品质。

一、电子元器件的可靠性分析电子元器件的可靠性是指在特定条件下,在给定时间内,不发生失效的能力。

了解电子元器件的可靠性意味着能够预测其寿命和失效情况,为质量控制提供依据。

1.1 可靠性的评估指标电子元器件的可靠性评估指标主要包括以下几个方面:- 失效率:衡量在给定时间内电子元器件失效的概率。

- 平均无故障时间(MTBF):衡量在特定时间内电子元器件无故障运行的平均时间。

- 可靠度:衡量在给定条件下,电子元器件在特定时间内无故障的概率。

1.2 影响可靠性的因素电子元器件的可靠性受到多种因素的影响,包括但不限于:- 温度变化:高温环境容易导致电子元器件损伤或失效。

- 湿度变化:过高的湿度可能引起电子元器件的腐蚀。

- 电压应力:超出电子元器件耐受范围的电压可能导致失效。

- 组装工艺:不良的焊接和连接可能导致元器件间的电气连接问题。

- 运输和存储条件:不当的运输和存储条件可能损坏电子元器件。

二、质量控制策略2.1 零部件选择与供应链管理为了保证电子元器件的可靠性,选择质量可靠的供应商是至关重要的。

这涉及到供应链管理,包括:- 与供应商建立长期稳定的合作关系,以确保供应的持续性。

- 对供应商进行评估,包括其质量控制体系、生产能力和技术支持能力等。

- 采用多品牌、多样品的策略,以减少供应链风险。

2.2 工艺控制与制造过程监控对于电子元器件制造过程,有效的工艺控制和制造过程监控是确保产品质量的关键。

包括但不限于以下措施:- 严格控制环境条件,包括温度、湿度等参数,以保证生产环境的稳定性。

- 建立可追溯性体系,确保每个步骤都有完整的记录和检查。

- 使用自动化设备和工艺技术,减少人为误差的发生。

- 进行过程监控,及时发现异常情况并采取相应措施。

2.3 可靠性测试与验证可靠性测试和验证是确保电子元器件可靠性的重要手段。

电子元器件可靠性试验规程

电子元器件可靠性试验规程

电子元器件可靠性试验规程近年来,随着电子技术的迅速发展,电子元器件在各个行业中的应用越来越广泛。

然而,电子元器件的可靠性问题也成为制约其应用的一个重要因素。

为了确保电子元器件的可靠性,制定电子元器件可靠性试验规程显得尤为重要。

本文将就电子元器件可靠性试验规程进行探讨,并提出一些具体的试验方法和指标。

一、可靠性试验的目的和意义1. 目的电子元器件可靠性试验的主要目的是评估电子元器件在特定工况下的稳定性和可靠性,发现元器件可能存在的缺陷和问题,并及时采取相应措施,提高元器件的可靠性。

2. 意义电子元器件在各个行业中的应用十分广泛,其可靠性直接关系到各行业的安全和稳定性。

通过进行可靠性试验,可以发现元器件的潜在问题并进行改进,以提高产品的可靠性。

同时,可靠性试验还可以帮助制定电子元器件的质量标准和技术规范,为产品设计、制造和维护提供科学依据。

二、可靠性试验的内容1. 试验对象电子元器件可靠性试验的对象主要包括各类电子元器件,如集成电路、二极管、三极管、电容器、电阻器等。

2. 试验参数电子元器件可靠性试验的主要参数包括工作温度、温度变化速率、湿度、电压、电流等。

通过对不同工况下元器件的试验,可以模拟出元器件在实际使用过程中可能遇到的各种环境条件。

3. 试验方法(1)高温试验:将元器件置于高温环境中,观察其在高温下的工作状态和性能表现。

(2)低温试验:将元器件置于低温环境中,观察其在低温下的工作状态和性能表现。

(3)温度循环试验:通过循环变化温度,观察元器件在不同温度下的工作状态和性能表现。

(4)湿热试验:将元器件置于高温高湿环境中,观察其在湿热环境下的工作状态和性能表现。

(5)电压应力试验:对元器件进行电压的加压和卸压,观察其在电压应力下的工作状态和性能表现。

(6)振动试验:将元器件置于振动环境中,观察其在振动环境下的工作状态和性能表现。

4. 试验指标电子元器件可靠性试验的主要指标包括工作寿命、可靠性指标、故障率等。

电子元器件可靠性测试

电子元器件可靠性测试

电子元器件可靠性测试电子元器件是现代科技中不可或缺的重要组成部分。

为了确保电子设备的良好运行,可靠性测试是非常重要的。

本文将从可靠性测试的定义、意义、测试方法以及测试标准等方面展开论述。

一、可靠性测试的定义与意义可靠性测试是指对电子元器件进行长期运行测试,以验证其在规定的工作环境下能够稳定、可靠地工作的能力。

通过可靠性测试,可以提前发现元器件的故障情况,确保产品的质量和可靠性,减少由于元器件故障带来的损失和安全隐患。

可靠性测试的意义在于提供了对电子元器件质量的判断依据,为产品的设计和改进提供参考。

只有通过可靠性测试,才能全面了解元器件的性能稳定性和耐久性,为产品的研发和生产提供技术支持。

二、可靠性测试的方法1. 加速寿命测试:在实验室中,通过模拟产品在实际使用条件下的工作环境,进行长时间的运行测试,以加速元器件的老化过程,从而评估其寿命和可靠性。

2. 温度循环测试:通过将元器件在高温和低温之间进行循环变化,模拟元器件在极端温度环境下的工作情况,评估其在温度变化下的性能稳定性和可靠性。

3. 湿热循环测试:将元器件暴露在高温高湿的环境中,模拟产品在高湿环境下的使用情况,测试元器件的耐湿热性能。

4. 机械振动测试:通过模拟产品在运输和使用中的震动环境,测试元器件在振动条件下的可靠性和稳定性。

5. 冲击测试:在实验室中模拟产品受到的各种冲击条件,如机械冲击、电击等,测试元器件的抗冲击性能。

三、可靠性测试的标准为了保证可靠性测试的准确性和可比性,需要依据一定的标准进行测试。

下面介绍几种常用的可靠性测试标准:1. MIL-STD-883:美国军用标准,在军事领域广泛应用,用于评估电子元器件的可靠性和耐久性。

2. JEDEC标准:电子行业标准组织,制定了一系列关于电子元器件可靠性测试的标准,涵盖了不同类型和用途的元器件。

3. IPC标准:国际电子组装行业协会,制定了一系列关于电子组装和连接技术的标准,其中包括了可靠性测试的相关内容。

电子元器件的可靠性测试与分析

电子元器件的可靠性测试与分析

电子元器件的可靠性测试与分析一、引言随着现代电子技术的发展,电子元器件的应用越来越广泛,但由于其本身特性以及外部环境等原因,电子元器件在使用过程中存在一定的可靠性问题。

对于电子元器件的可靠性测试与分析,是保障产品品质和用户利益的重要手段。

该文章将从可靠性测试的基础概念出发,对电子元器件的可靠性测试与分析进行探讨。

二、可靠性测试1. 可靠性测试的基本概念可靠性测试是指在产品研制完成后,通过一定的测试手段,对产品进行可靠性的检验和判定。

目的是为了评估产品在使用过程中的可靠性和稳定性。

通过这个过程,可以保证产品质量,提升产品的可靠性,延长产品的使用寿命,减少生产成本,提高用户满意度。

2. 可靠性测试的方法可靠性测试方法通常分为三种:加速寿命测试、正常寿命测试和数据分析。

加速寿命测试是指将产品放置在高温、高湿、高低温交变等条件下进行测试,加速产品老化。

根据老化程度进行分析评价。

正常寿命测试是指通过模拟产品预期的使用环境和条件,对产品进行测试,以模拟产品在实际使用情况下出现的问题。

这种测试方法是判定产品质量的关键,一般情况下开发商会将产品在生产前进行正常寿命测试。

数据分析是指通过收集、分析产品的运行数据,判断产品在使用过程中可能出现的问题和缺陷,以此预测产品的寿命。

三、电子元器件的可靠性测试与分析1. 电子元器件的分类电子元器件通常分为被动器件和有源器件两类。

被动器件包括电阻、电容、电感、变压器等,这些器件在电路中主要负责传输信号和储存能量。

有源器件包括二极管、晶体管、集成电路等,这些器件在电路中主要负责控制电信号的放大、调整、转换等功能。

2. 电子元器件的可靠性测试与分析电子元器件通常会经受各种环境因素的影响,例如温度、湿度、电压等。

这些因素会导致电子元器件受损,并可能造成电路故障。

因此,对电子元器件进行可靠性测试与分析是非常必要的。

在电子元器件的可靠性测试中,首先要进行电气参数测试,包括电容、电感、电阻、漏电等参数的测试,以保证电子元器件的电学性能符合设计要求。

电子元器件可靠性HTRB-HTGB介绍

电子元器件可靠性HTRB-HTGB介绍

HTGB 150C, 100% VGSV
HTRB 150C, 80% BiasV
測試時間(小時) 數量
1000
77
1000
77
1000
77
1000
77
1000
22
1000
22
1000
77
1000
77
NXP
ON RENESAS
VISHAY
HTGB 150C, 100% VGSV
HTRB HTGB HTRB HTRB HTGB HTRB
加速因子: Aft=exp[1.26/8.623 x 10-5 x (1/353-1/398)]=107.7945132 平均故障間隔: MTTF=1/λ=1/[5.99/2 x 1/(107.7945132 x 77 x 1000)]=316.3635年
9
二、HTGB壽命計算--3/3
➢MOSFET Gate oxide defect
加速因子: Aft=exp[0.75/8.623 x 10-5 x (1/353-1/398)]=16.2135816 平均故障間隔: MTTF=1/λ=1/[5.99/2 x 1/(16.21358161 x 77 x 1000)]=47.584年
8
二、HTRB壽命計算--2/3
➢BJT Bonding wire Lift
0
100% of maximum gate voltage 1000 hrs
GJB128 老煉壽命測試 A-97
HTRB HTGB
15
80%反向偏置漏源電 壓電壓 ≥160hrs
80%柵源電壓電壓 ≥48hrs
六、業界供應商的執行情況(Diode)

电子元器件的可靠性测试与验证

电子元器件的可靠性测试与验证

电子元器件的可靠性测试与验证电子元器件在各种电子设备中扮演着重要的角色,其可靠性测试与验证是确保产品质量和性能稳定的关键步骤。

本文将探讨电子元器件可靠性测试与验证的重要性、测试方法以及验证过程中的挑战和解决方案。

一、引言随着科技的不断发展,电子设备在生产和使用过程中面临着越来越多的挑战。

而电子元器件的可靠性正是评估电子设备能够在其设计寿命周期内正常工作的能力。

因此,对电子元器件进行可靠性测试与验证是确保产品质量和性能稳定的重要环节。

二、可靠性测试方法1. 加速寿命测试(ALT)加速寿命测试是通过高温、高湿、高压等环境条件,将器件暴露在特殊环境下,加速模拟电子元器件在长期使用过程中可能遇到的各种环境应力。

通过对大量样本进行测试,评估器件在各种极端条件下的寿命和可靠性。

2. 应力测试应力测试通常包括温度循环测试、温度湿度试验、振动测试和冲击测试等。

这些测试方法可以模拟电子元器件在运输、安装和使用过程中可能遇到的应力,评估其耐受能力和性能稳定性。

3. 可靠性建模与分析通过对电子元器件的物理、化学和电学特性进行建模与分析,可以预测器件的可靠性并优化设计。

如使用可靠性物理分析(RPA)方法,通过分析故障发生的原因和机理,对元器件的可靠性进行评估和改善。

三、可靠性验证过程1. 技术规范制定在可靠性验证过程中,制定技术规范是前提和基础。

技术规范应涵盖测试方法、验证标准和测试结果的评估指标等内容,以确保测试和验证的准确性和可重复性。

2. 测试方案设计根据产品的设计要求和技术规范,设计合适的测试方案。

测试方案应包括测试环境的确定、测试方法的选择、样本数量的确定等,以保证测试的全面性和可靠性。

3. 样本测试及数据分析根据设计的测试方案,对样本进行测试,并收集测试数据。

在数据分析过程中,可以结合统计学方法和可靠性工程分析工具,对测试结果进行定量和定性的分析,以得出可靠性评估和验证结论。

4. 结果报告和改进措施根据可靠性测试与验证的结果,撰写测试报告,详细描述测试过程、测试结果和验证结论。

电子元器件可靠性的测试与分析

电子元器件可靠性的测试与分析

电子元器件可靠性的测试与分析第一章:引言电子元器件是现代电子设备中不可或缺的部分,其重要性和复杂性越来越高。

但电子元器件存在着一定的可靠性问题,例如寿命短、失效率高、工作不稳定等,如果不加注意,这些问题可能会导致设备故障,甚至给人身安全带来危险。

因此,对电子元器件的可靠性进行测试和分析是非常重要的。

第二章:电子元器件可靠性测试方法2.1 加速寿命测试加速寿命测试是通过提高元器件的温度、湿度、电压、电流等环境条件,加速元器件的老化,从而预测元器件的寿命。

加速寿命测试可以大大缩短测试时间,提高测试的可靠性。

2.2 可靠性评估测试可靠性评估测试是通过对元器件的实验验证和可靠性评估,确定元器件在实际工作环境下的可靠性。

评估测试需要考虑元器件的外界环境、负载、工作周围温度、湿度、强电场、辐射等多种因素。

2.3 组限分析组限分析是将同一批次的元器件分为几组,在同样的工作条件下测试,观察每组元器件的失效情况,从而推测整个批次失效率与时间的关系。

组限分析可以快速鉴别元器件的缺陷和寿命短的元器件,为保证元器件的可靠性提供依据。

第三章:电子元器件可靠性测试流程3.1 测试准备测试准备包括选取合适的测试设备、测试环境和测试方法等。

在确定测试方法时,需要结合元器件的使用环境、工作条件、负载特性等因素。

3.2 测试方案制定测试方案包括测试方案的设计、实验方案的制定和测试方案的实施等。

在测试方案设计中,需要确定测试的目的、测试方法、测试流程和测试指标等。

3.3 测试执行测试执行包括实现测试方案、数据采集和分析等。

在测试执行过程中,需要对元器件进行加速寿命测试、可靠性评估测试和组限分析等测试。

3.4 测试结果分析测试结果分析包括数据分析、结果验证和原因分析等。

在结果分析过程中,需要对测试数据进行分析、对结果进行验证并找出测试结果与元器件失效原因的关系。

第四章:电子元器件可靠性分析方法4.1 故障分析故障分析是将失效的元器件进行分析,找出其失效原因。

电子元器件的可靠性测试方法

电子元器件的可靠性测试方法

电子元器件的可靠性测试方法在电子元器件的生产和应用过程中,可靠性测试是必不可少的环节。

通过对电子元器件的可靠性进行测试,可以评估其在特定环境下的稳定性和持久性,从而确保产品的质量和性能。

本文将介绍一些常用的电子元器件可靠性测试方法。

I. 试验方法概述电子元器件的可靠性测试方法主要分为三类:环境试验、物理试验和电气试验。

环境试验主要是模拟元器件在不同环境条件下的工作情况,例如高温、低温、湿热等;物理试验则是对元器件进行机械性能、抗震性能等方面的测试;而电气试验则是对元器件的电气性能进行测试。

II. 环境试验1. 高温试验高温试验主要是测试元器件在高温环境下的可靠性。

常用的方法是将元器件置于恒温箱中,温度一般设定为元器件最高允许工作温度的1.5倍,持续一段时间,观察元器件在高温环境下是否能正常工作。

2. 低温试验低温试验主要是测试元器件在低温环境下的可靠性。

方法类似于高温试验,将元器件置于低温环境中,温度一般设定为元器件最低允许工作温度的1.5倍,持续一段时间,观察元器件在低温环境下的性能表现。

3. 湿热试验湿热试验主要是模拟元器件在高温高湿环境下的工作情况。

方法是将元器件置于温度高于常温、湿度较高的环境中,持续一段时间,观察元器件在湿热环境下是否会出现性能下降或故障。

III. 物理试验1. 抗震试验抗震试验旨在测试元器件在振动环境下的可靠性。

可以使用振动试验台对元器件进行不同方向、不同频率的振动,观察元器件在振动环境下是否会出现松动、断裂或其他损坏。

2. 机械冲击试验机械冲击试验主要是测试元器件对机械冲击的耐受能力。

可以通过将元器件置于冲击试验机中,施加一定的冲击荷载,观察元器件在冲击过程中是否会出现损坏或失效。

IV. 电气试验1. 静态电气特性测试静态电气特性测试是对元器件的静态参数进行测试。

通过仪器设备,测量元器件的电阻、电容、电感等参数,以及元器件的漏电流、耗电功率等指标,评估元器件的电气性能。

电子元件的可靠性测试与评估

电子元件的可靠性测试与评估

电子元件的可靠性测试与评估在当今高度数字化和智能化的时代,电子元件几乎无处不在,从智能手机、电脑到汽车、飞机等各种高科技设备,都离不开电子元件的支持。

然而,要确保这些设备的稳定运行和长久耐用,电子元件的可靠性就显得至关重要。

可靠性测试与评估成为了保障电子元件质量和性能的关键环节。

电子元件的可靠性是指在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的能力。

这不仅包括元件在正常工作条件下的性能表现,还包括在极端环境和应力条件下的稳定性和耐久性。

为了准确评估电子元件的可靠性,需要进行一系列严格的测试。

首先,环境测试是常见的可靠性测试方法之一。

这包括高温、低温、湿度、振动、冲击等各种环境条件的模拟。

高温测试可以检验电子元件在高温环境下的性能和稳定性,因为高温可能导致元件的参数漂移、封装材料老化等问题。

低温测试则用于考察元件在低温环境下的启动能力和工作性能,一些元件在低温下可能会出现性能下降甚至无法正常工作的情况。

湿度测试主要评估元件在潮湿环境中的耐腐蚀性和绝缘性能,潮湿可能会引发短路和漏电等故障。

振动和冲击测试则模拟设备在运输和使用过程中可能受到的机械应力,以检测元件的结构强度和连接可靠性。

其次,电气性能测试也是必不可少的。

这包括电阻、电容、电感等基本参数的测量,以及电压、电流、功率等电气特性的测试。

通过这些测试,可以确定电子元件是否符合设计规格和性能要求。

例如,对于电阻元件,要测试其阻值是否在规定的公差范围内;对于电容元件,要检测其电容值、损耗角正切等参数。

此外,还需要进行信号完整性测试,以确保电子元件在传输和处理信号时的准确性和稳定性。

老化测试也是可靠性评估的重要手段。

通过对电子元件进行长时间的通电运行,模拟其在实际使用中的老化过程,可以提前发现潜在的故障和性能衰退。

在老化测试中,需要监测元件的关键参数,并记录其变化趋势。

如果发现参数出现异常变化,就可以及时采取措施,改进产品设计或生产工艺。

除了上述测试方法,还有一些专门针对特定类型电子元件的测试。

电子元器件可靠性标准

电子元器件可靠性标准

电子元器件可靠性标准引言:随着科技的不断进步,电子元器件已经成为现代社会各行各业不可或缺的一部分。

然而,电子元器件的可靠性对于设备的可靠性和稳定性具有至关重要的作用。

为了确保电子元器件的可靠性,制定了一系列的标准和规范。

本文将探讨电子元器件可靠性标准的相关内容。

一、电子元器件可靠性的定义电子元器件可靠性是指在一定条件下,电子元器件在规定的时间内(通常是设备的设计寿命)能够按照其规定的功能和性能要求正常工作的能力。

二、电子元器件可靠性标准的重要性电子元器件可靠性标准的制定和遵守对于保证设备的正常工作和提高产品质量具有重要意义,具体体现在以下几个方面:1. 提高产品可靠性:通过制定电子元器件的可靠性标准,可以规范元器件的设计、制造过程,降低在生产和使用过程中出现故障的概率,提高产品的可靠性和性能。

2. 降低维修成本:电子元器件可靠性标准的遵守可以帮助制造商减少设备故障和损坏的风险,减少维修费用和维修时间。

3. 保证使用安全:电子元器件可靠性标准的执行有助于消除一些潜在的安全隐患,保证用户的正常使用和安全。

三、电子元器件可靠性标准制定的参考依据制定电子元器件可靠性标准需要有一些参考的依据,主要包括以下几方面:1. 设备的使用环境:电子元器件在使用中所处的环境条件对于其可靠性有很大的影响,因此需要充分考虑所使用设备的环境,包括温度、湿度、压力等因素。

2. 设备的使用寿命:针对不同类型的设备,制定相应的使用寿命标准。

例如,对于航空航天设备和医疗器械等需要极高可靠性的设备,其使用寿命标准比一般机械设备要更严格。

3. 元器件的质量控制:电子元器件的质量对于设备的可靠性有着决定性的影响,因此制定质量控制标准,确保元器件的质量符合相关要求。

四、电子元器件可靠性评估方法在制定电子元器件可靠性标准之前,需要进行可靠性评估,确定元器件的可靠性参数。

常用的评估方法包括:1. 加速寿命试验:通过使用高温、高湿度、高压等加速条件,对元器件进行长时间(通常是数百至数千小时)的试验,确定其使用寿命和可靠性。

电子元器件的可靠性和寿命评估技术

电子元器件的可靠性和寿命评估技术

电子元器件的可靠性和寿命评估技术近年来,随着电子设备的广泛应用,电子元器件的可靠性和寿命评估成为了一个重要的研究领域。

在电子产品的设计和制造过程中,能够准确评估和预测电子元器件的可靠性和寿命,对于保证产品的稳定性和可靠性具有至关重要的意义。

本文将介绍电子元器件可靠性和寿命评估的相关技术和方法,并对其应用进行探讨。

一、可靠性评估技术可靠性是指电子元器件在一定的工作条件下能够在规定的时间内正常工作的能力。

为了评估电子元器件的可靠性,可以采用以下几种技术:1. 应力与失效分析技术应力与失效分析技术是通过分析电子元器件所受到的外部应力和内部失效模式,来评估元器件的可靠性。

在这个过程中,可以使用故障模式与失效分析(FMEA)等方法,对电子元器件的故障模式和失效机理进行深入研究。

通过分析元器件的物理劣化机理和故障行为,可以识别元器件的潜在故障模式,并进一步预测元器件的寿命和可靠性。

2. 加速寿命试验技术加速寿命试验技术是一种通过增加元器件的工作应力或提高温度等方法,将长期工作环境的影响迅速模拟出来,从而缩短寿命试验的时间。

通过在较短的时间内进行试验和评估,可以获取电子元器件在长期使用情况下的可靠性数据。

加速寿命试验技术是评估电子元器件可靠性的常用方法之一,可以有效地提高评估的效率和准确性。

3. 统计分析技术统计分析技术是通过对大量元器件的寿命数据进行分析和统计,来评估元器件的可靠性和寿命。

常用的统计方法有可靠性增长分析、失效分布分析等。

通过对元器件的寿命数据进行统计分析,可以得到元器件的寿命分布曲线和可靠性参数,进一步预测元器件的可靠性和寿命。

二、寿命评估技术寿命评估是指在实际使用过程中,通过对电子元器件的故障模式和失效机理进行研究,来评估元器件的工作寿命。

通过寿命评估技术,可以提前预测元器件的失效时间,并采取相应的措施来延长元器件的使用寿命。

以下是几种常用的寿命评估技术:1. 退化分析技术退化分析技术是通过对元器件退化过程的研究,来评估元器件的工作寿命。

电子元器件的可靠性测试与验证方法

电子元器件的可靠性测试与验证方法

电子元器件的可靠性测试与验证方法可靠性测试和验证是电子元器件研发和生产过程中非常重要的环节。

它们的目标是验证元器件在特定环境和应用条件下的性能和可靠性,并预测其寿命。

本文将介绍电子元器件的可靠性测试和验证方法。

一、可靠性测试的概述可靠性测试是通过一系列实验和测试手段来验证电子元器件的可靠性。

测试的目的是确定元器件在实际使用条件下的失效概率和寿命,并进行可靠性评估。

以下是一些常用的可靠性测试方法。

1. 应力加速测试 (Stress Acceleration Testing)应力加速测试是通过增加元器件的工作环境应力来加速元器件的失效过程,以推测元器件在实际使用条件下的寿命。

常用的应力加速因素包括高温、高湿度、低温、振动等。

测试时,需将元器件暴露在特定应力条件下,观察元器件的性能变化和失效情况。

2. 可靠性筛选测试 (Reliability Screening Testing)可靠性筛选测试是通过在生产过程中对元器件进行一系列筛选测试,以排除潜在的不可靠元器件。

常用的可靠性筛选测试包括高温、高湿度、低温、振动、温循等测试。

测试结果可用于筛选出失效风险较高的元器件,从而提高整体产品的可靠性。

3. 寿命试验 (Life Testing)寿命试验是通过将元器件置于预定的工作条件下运行一段时间,观察元器件的性能变化和失效情况,以评估元器件的可靠性和寿命。

在寿命试验中,需要确定元器件的工作参数,并设置适当的测试时间和条件。

二、可靠性验证的概述可靠性验证是通过对电子元器件的性能和可靠性进行全面评估和验证,以确保元器件符合设计和规格要求,并能在特定环境和条件下可靠工作。

以下是一些常用的可靠性验证方法。

1. 可靠性测试评估 (Reliability Test Evaluation)可靠性测试评估要求对元器件进行一系列可靠性测试,并根据测试结果对元器件的可靠性进行评估和统计。

评估结果可以用于确认元器件是否满足设计要求,并指导后续的优化和改进工作。

什么是电子元件的可靠性如何选择适当的可靠性

什么是电子元件的可靠性如何选择适当的可靠性

什么是电子元件的可靠性如何选择适当的可靠性电子元件的可靠性及如何选择适当的可靠性电子元件是现代电子设备中不可或缺的重要组成部分,而其可靠性则对于设备的正常运行和寿命具有至关重要的影响。

本文将介绍电子元件的可靠性概念,并提供一些选择适当可靠性的方法和注意事项。

希望通过本文的阐述,读者能够更好地了解电子元件的可靠性问题,从而在实际应用中作出更明智的决策。

一、电子元件的可靠性概述电子元件的可靠性是指在规定的使用条件下,元件在一定时间内正常工作而不发生失效的能力。

可靠性可以通过多种指标来评估,例如平均无故障运行时间(MTBF,Mean Time Between Failures)和失效率等。

可靠性较高的电子元件能够提供更长的使用寿命和更低的维修成本,因此在选择电子元件时,可靠性是一个非常重要的考虑因素。

二、如何选择适当的可靠性1. 了解应用环境在选择适当的电子元件可靠性时,首先需要对应用环境进行全面了解。

不同的工作环境对于电子元件的可靠性要求不同,因此需要充分考虑因素,如温度、湿度、振动、辐射等。

2. 深入了解元件的可靠性参数根据需要,查看元件的可靠性参数报告,如MTBF、失效率、失效模式等。

这些参数能够帮助我们更好地评估元件的可靠性,并与应用环境要求进行比较。

3. 寻找可靠性认证和标准在选择电子元件时,可以优先考虑那些已经通过可靠性认证的产品。

国际上有一些机构和标准,如ISO 9001和MIL-STD-883等,可以提供对电子元件可靠性的验证和评定。

4. 参考其他人的经验和意见可以借鉴其他人的经验和意见,尤其是那些已经在类似应用中使用过的人。

这些经验可以对选择适当的可靠性提供宝贵的参考和建议。

5. 进行可靠性评估和风险分析对于一些关键的应用场景,可以进行可靠性评估和风险分析。

通过对潜在故障原因和后果的分析,能够更好地选择适当的可靠性水平,并决定是否需要采取冗余设计或备用方案。

6. 与供应商进行沟通与供应商进行充分的沟通是选择适当的可靠性的重要环节。

电子行业电子元器件可靠性

电子行业电子元器件可靠性

电子行业电子元器件可靠性1. 引言电子行业的发展日新月异,各种电子产品层出不穷。

而这些电子产品的核心组成部分就是电子元器件。

电子元器件的可靠性是制造商和用户关注的重要指标之一,它直接关系到产品的使用寿命、稳定性和用户的体验。

本文将介绍电子元器件可靠性的相关概念、评估方法以及提升可靠性的措施。

2. 电子元器件可靠性的概念电子元器件可靠性指的是在特定条件下,电子元器件在规定的使用寿命内能够保持正常工作的能力。

其可靠性可以通过多个指标来评估,如失效率、故障率、平均寿命等。

常见的电子元器件包括电阻、电容、二极管、晶体管等。

3. 电子元器件可靠性的评估方法为了评估电子元器件的可靠性,可以采用以下几种方法:3.1. 加速寿命试验加速寿命试验是一种常用的评估电子元器件可靠性的方法。

通过在高温、高湿、高压等恶劣条件下进行长时间的测试,可以模拟出元器件在实际应用中可能遇到的环境压力。

根据加速寿命试验的结果,可以推断出元器件在正常使用环境下的可靠性。

3.2. 可靠性预测可靠性预测是一种基于统计方法的评估电子元器件可靠性的方法。

通过收集大量的元器件的历史数据,运用概率统计理论和可靠性数学模型,可以预测元器件在未来一段时间内的可靠性水平。

这种方法可以在设计阶段就对元器件的可靠性进行评估,从而在产品设计中做出相应的调整。

3.3. 可靠性试验可靠性试验是一种通过在真实环境中进行长时间观察和测试来评估电子元器件可靠性的方法。

通过在不同的工作条件下对元器件进行试验,可以得到元器件在实际使用环境中的可靠性数据。

这种方法对于评估元器件的可靠性非常准确,但需要耗费较长的时间和成本。

4. 提升电子元器件可靠性的措施为了提升电子元器件的可靠性,可以采取以下措施:4.1. 优化设计在电子元器件的设计过程中,应考虑使用高质量的材料和合适的工艺,以确保元器件的稳定性和可靠性。

设计过程中还应遵循一些设计规范和标准,如IPC-2221和MIL-STD-883等,以确保元器件的可靠性。

电子元器件可靠性测试标准

电子元器件可靠性测试标准

电子元器件可靠性测试标准电子元器件的可靠性测试标准引言随着科技的进步和电子产业的快速发展,电子元器件在各行各业中的应用越来越广泛。

然而,由于电子元器件的工作环境复杂多变,元器件的可靠性成为了各行业普遍关注的一个重要问题。

本文将介绍电子元器件可靠性测试的标准,旨在提高元器件的使用性能和减少故障的风险。

一、可靠性测试概述可靠性测试是指通过一系列严格的实验和评估,评估电子元器件在特定环境下的使用寿命、健康状况以及故障率等指标。

可靠性测试的目的是为了确定元器件在实际工作中是否能够满足其设计和规格要求,以及提供可靠的性能。

二、测试项目和方法2.1 电压和温度测试在可靠性测试中,电压和温度是两个重要的测试项目。

电压测试主要是对元器件的耐压能力进行测试,确保元器件能在额定电压范围内正常工作。

温度测试则是对元器件在不同温度环境下的工作表现进行评估,以确保元器件能在规定的温度范围内正常使用。

2.2 振动和冲击测试振动和冲击对于电子元器件的可靠性影响很大。

振动测试主要是对元器件在振动条件下的性能进行评估,以模拟实际工作环境中的振动情况。

冲击测试则是对元器件在受到外界冲击时的抗冲击能力进行测试,以确保元器件能够在冲击条件下正常工作。

2.3 电气性能测试电气性能是电子元器件最基本的要素之一。

电气性能测试主要包括对元器件的电阻、电感、电容等参数进行测量,以确定元器件的电气性能是否满足要求。

2.4 环境适应性测试环境适应性测试是指对元器件在不同环境条件下的适应性进行评估。

例如,高温、低温、湿度、腐蚀等环境条件下的测试,以确保元器件能够在恶劣的环境条件下正常工作。

三、测试标准和要求可靠性测试的标准和要求是评估元器件可靠性的依据。

以下是一些常用的测试标准和要求:3.1 MIL-STD-883MIL-STD-883是美国国防部制定的针对集成电路和半导体器件的可靠性测试标准。

该标准详细规定了元器件的电气特性测试、可靠性测试等内容,并且要求测试结果符合特定的性能指标。

电子元器件可靠性测试方法

电子元器件可靠性测试方法

电子元器件可靠性测试方法近年来,电子元器件在各行业中的应用越来越广泛。

然而,电子元器件的可靠性一直是人们关注的焦点问题。

为了确保电子元器件在使用过程中的稳定性和可靠性,各行业制定了一系列的规范、规程和标准,以指导电子元器件的可靠性测试工作。

本文将从测试方法的角度,探讨电子元器件可靠性测试的相关问题。

1. 试验环境的确定电子元器件可靠性测试的第一步是确定试验环境。

试验环境的选取直接关系到测试结果的准确性和可靠性。

在确定试验环境时,需要考虑到电子元器件所在的实际工作环境,包括温度、湿度、振动等因素,并根据实际情况进行合理的仿真。

2. 可靠性试验计划的制定制定可靠性试验计划是电子元器件可靠性测试的重要环节。

可靠性试验计划应包括试验对象的选择、试验过程的安排、试验参数的设定等内容。

试验对象的选择要根据实际情况进行合理的确定,并考虑到不同试验之间的相互影响。

3. 试验方法的选择电子元器件可靠性测试的方法多种多样,根据不同的试验对象和试验目的,可以选择不同的试验方法。

常见的试验方法包括温度循环试验、湿热试验、振动试验、冲击试验等。

在选择试验方法时,需要综合考虑试验对象的特性、试验目的和试验条件等因素。

4. 试验参数的设置在进行可靠性测试时,需要合理设置试验参数。

试验参数是影响试验结果的关键因素之一。

试验参数的设置应根据试验对象的特性和试验目的进行合理的选择,并保证试验参数的真实性和可靠性。

5. 试验过程的控制试验过程的控制是电子元器件可靠性测试的关键环节之一。

试验过程的控制包括试验环境的稳定性控制、试验参数的实时监测和调整、试验设备的运行状态监控等。

通过合理的试验过程控制,可以保证试验结果的准确性和可靠性。

6. 数据分析和试验结果的评估在完成可靠性测试后,需要对试验数据进行分析和试验结果进行评估。

数据分析主要包括试验数据的处理和试验结果的判断。

试验结果的评估应根据试验目的进行合理的判断,并采取相应的措施进行改进和完善。

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晶界溶蚀程度逐渐加深, 晶界凹槽逐渐向下延伸
BGA结构SAC305/Cu焊点 在217度等温失效后界面 IMC显微组织
5分钟
30分钟
柯肯达尔空洞(Kirkendall void)(随着时效时间的延长,
空洞组件增多,其分布位置也逐渐 由Cu6Sn5层向Cu3Sn层转移)会
使焊点强度降低,Cu6Sn5 相和Cu3Sn相的热膨胀系数 差异过大,在温度载荷作用 下,两相界面的区域容易成 为应力集中区。 界面Cu6Sn5两晶粒间已 经基本断开,其晶界凹槽 低端几乎与Cu基底接触
蠕变断裂(Creep fracture)
振动断裂(Vibration fracture) 电化学迁移(Electrochemical Migration)
电化学可靠性 Electrochemical reliability
腐蚀(Corrosion) 绝缘电阻下降(Insulation resistance)
高温贮存(老化)
湿热加电试验(ECM) 高压蒸煮试验 机械跌落(Mechanical Drop) 随机振动(Random Vibration) 三点弯曲(Three-Point Bending)
焊点的主要失效模式
主要失效模式:
a. 热失效(热循环、热冲击) b. 机械失效(过载与冲击失效、振动失效) c. 电化学失效(电偶腐蚀、枝晶生长、导电阳极丝(CAF)生长、锡须)
由于微连接的特殊性,使焊缝金属在结晶过程中,由于来不及 扩散而存在着严重的化学成分的不均匀性。 在焊缝内部,存在着严重的显微偏析和区域偏析,尤其是在母 材与焊料的界面,由于液/固相之间的相互溶解和扩散,存在 着严重的成分偏析。
焊点剥离,无铅合金的热膨胀系数和基板之间的差别大,导致 焊点固化时在剥离部分由太大的应力而使它们分开。
电迁移效应
扩散引起的失效-电位移 在电场作用下金属原子沿电场方向产生宏观的移动。 布线上金属原子消耗的地方产生开路,积累的地方产生晶须。
原子电迁移模型: 电子与晶格原子之间的动量转移
在晶粒会合之处产生材料的净流动,结 果会产生空洞。
塑料电子器件的吸湿
封装分层并长期暴露于潮湿环境
器件受热,封装内水汽膨胀
120分钟
240分钟
BGA结构SAC305/Cu焊点 在230度等温失效后界面 IMC显微组织
5分钟
30分钟
在相同时效时间下,焊
点界面处Cu6Sn5晶界溶蚀程
度减弱,同时柯肯达尔空洞 几乎仅出现在内。
120分钟
240分钟
片状的Ag3Sn会对焊点延展性和抗疲劳造成不 利影响。而它的形成取决于:
金对焊点可靠性的影响
由于金优良的稳定性和可靠性,成为 最常用的表面镀层金属。 作为焊料里的杂质,金对焊料的延展 性是非常有害的。 因为焊料中会形成脆性的Sn-Ag金属 间化合物(AuSn4)。 虽然低浓度的AuSn4能提高焊料的机 械性能,当超过4%时,拉伸强度和失 效时的延伸量都会迅速下降。
锡须的分类
种类 产生机理 测试方法
恒温晶须
湿热晶须
基材金属(Cu)扩散 至Sn而引起的内应力
Sn氧化而产生的内应 力 基材金属(Cu)/过渡 层金属和Sn镀层之间 热膨胀系数不同引起 的内应力
高温试验(HTST): 50度,1000小时
湿热试验(THT): 85度,85%R.H, 1000小时 温度冲击试验 (TCT): -40-85度,500循环
热冲击晶须
冷却速率的影响
焊点的自然凝固

再流焊接过程中也会存在 一定的可靠性问题,以下 着重说一下冷却速率的影 响。
凝固结晶是物质从液态转变为固态的过程。
金属的 凝固过 程

液态金属冷却到凝固温度时,首先产生晶核,继续冷却,晶核吸收周围的原子而长大,同时新 的晶核不断形成和长大,使相邻晶体彼此接触,液态金属完全消失,得到许多形状、大小和晶 格位向不相同的小晶粒组成的多晶体。
Ag的浓度:高浓度Ag有利于Ag3Sn的形成,故 Ag的含量最好低于3wt%。 冷却速率:Ag3Sn的生长需要液相中Ag和Sn原 子的扩散,相对较慢的冷却速率会赋予Ag3Sn 生长的时间更长。 Cu的含量:焊点中铜的含量会促进大片装的 生产。
温度循环
影响焊点长期可靠性的一个重要因素是焊点在温度变化过程中的失效。在不断 的升降温过程中,由于各种材料的热膨胀系数 (CTE) 不同 。使得焊料 、基 板承受不同的应力应变 ,导致器件变形。
主要的可靠性试验方法
类别 热应力 可能的环境应力 (规定的条件) 日夜与季节导致的温度变化 使用与非使用导致的温度变化 使用与转移现场温度的快速变化 试验项目与方法 温度循环(Temperature Cycling) 热冲击(Thermal Shock)
贮存期间的热应力
电化学应力 高温的工作环境 跌落 机械应力 车载使用 不准确的把握与移动
IMC对焊点可靠性的影响
当熔融的焊锡与焊盘和元器件焊端金属相接触时,在 界面会形成金属间化合物(Inter Metallic Compounds)。
由于金属间化合物熔点高,晶体结构对称性较低,比 较脆。
优点:金属间化合物的形成是焊接质量可靠的标志, 良好的焊点连接(<3um) 缺点:过厚的金属间化合物层的存在会导致焊点断裂、 韧性和抗低周疲劳能力下降,从而导致焊点的可靠性 降低。
一方面较大的冷却速度能够抑制偏析,从而抑制剥离; 另一方面冷却速度越大,焊料的变形速率越大,越易于促进焊 点开裂。另外,必须在焊料液相线温度以上采取急冷措施才能 有效抑制偏析。 冷却速率对机械性能 、润湿性能 、抗蠕变性能和焊点循环寿 命等有影响。
在再流焊接熔化过 程中快速长大,而且 银含量越高,板状的 Ag3Sn相越多。 若减小焊后冷却速 率,板状的Ag3Sn可 以穿过整个焊接接头 的横截面,严重影响 了接头在承受热应力 是的力学性能。
引脚数越来越多 单位面积的发热量越来越大 引脚间距越来越小 导致焊点尺寸越来越小 焊点就称为最薄弱的环节 焊点的可靠性问题也越来越 突出。
机械支撑:固定元器件 电气连接:传导电信号
如果焊点不可靠。。。
可靠性试验的基本内容
根据焊点的主要失效模式与可能遇到的环境应力来确定:
静态断裂(Static fracture) 机械与热应力导致的可靠性 Thermo mechanical reliabilitity 热疲劳断裂(Thermal Fatigue fracture)
芯片键合
影响芯片键合热疲劳寿命的因素 芯片尺寸 尺寸越大,由热膨胀导致的塑性应变越大 焊点形状(鼓形寿命最低,腰鼓形最高) 影响焊点内部的应力分布和塑性应变范围 界面的金属间化合物 脆性的金属间化合物可能影响疲劳寿命 钎料合金的力学性能 合金的蠕变特性是影响热疲劳寿命的关键因素
可能的芯片开裂的模型 1是由弯曲应力引起的芯片中间开裂 2是由边缘应力引起的芯片拐角开裂 当芯片边缘存在切割时留下的划痕及毛刺 是,失效更容易发生。
随着老化时间的延长,金属间 化合层的厚度逐渐增加,强度 有所降低。
封装互连
工艺可靠性 生产组装过程 由于焊前准备、焊接过程及焊后检测等设备条件的限制,以及焊接规范选择的 人为误差,常造成焊接故障,如虚焊、焊锡短路及曼哈顿现象等 服役过程 由于不可避免的冲击、振动等也会造成焊点的机械损伤。 过度的超声波清洗也可能对焊点的可靠性有影响。
焊点的可靠性试验标准
IPC-SM-785 Guidenlines for Acclelrated Reliability Testing of Surface Mount Attachments表面安装焊接件加速可靠性试验导则 IPC-9701 Performance Test Methods and Qualification Requirements for Surface Mount Solder Attachments 表面安装焊件性能试验方法与鉴定要求 IPC-TM-650 Test Methods Manual实验方法手册
机械应力引起芯片形变和压焊点脱落
焊点失效分析技术
1.外观检查 Visual Inspection 2.X射线透视检查 X-Ray Inspection 3.金相切片分析 Microsection Inspection 4.扫描超声显微镜检查 C-SAM Inspection 5.红外热相分析 FT-IR Microscopy 6.红外显微镜分析 FT-IR Microscopy 7.扫描电镜分析 SEM
从凝固过程的实时观测可知, SnAg-Cu共晶液滴的凝固从周边开始, 瞬间即到达中央,最终凝固的是顶 上白色的部分
由于液滴的凝固从周边开始, 如果冷却速率过快,在树枝晶生
长过程中会产生很大的应力,于
是产生热裂纹,在最终凝固区发 生缩松和龟裂。
但是冷却速率也不易过低,
因为高的冷却速率可以使微观组 织细化,提高焊点的强度。
8.能谱与EDS
9.染色体与渗透检测技术
1.在温度循环过程中界面会出现分层现象,此时在Cu6Sn5和Sn之间出现了Cu3Sn 层。
2.温度循环对力学性能的影响
随着热循环次数的增加, 焊点的拉伸 力明显下降。
主要是在热循环过程中由于IMC不断长 大, 由于IMC的生成会在焊点内部留下 “ 空洞” 等缺陷, 在拉伸过程中, “ 空洞” 会演化成裂纹源, 从而导 致焊点拉伸力的下降。
失效率较高,但失效率随时间增 加而下降。良好的使用阶段。寿 命即将终止。
可靠性水平的描述:威布尔分布(weibull)
焊点的基本作用-互连

由于环保的要求 ,采用无铅焊料, 主要以锡基为主的焊料合金,如 Sn-0.7Cu Sn-3.5Ag 、Sn-3.5Ag0.5Cu(SAC305)等无铅焊料, 其中以SAC305作为凸点焊料广泛 应用,以实现芯片与基板的冶金和 电气互连。
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