일반적으로 전자제품의 신뢰성을 평가, 분석하기 위해 실시하는 시험을 신뢰성 시험이라고 합니다. 공장 출고부터 수명이 다할 때까지 제품의 품질을 예측하기 위해 시장 환경과 매우 유사한 환경 스트레스를 선정한 후, 환경 스트레스 수준과 적용 시기를 설정하는 것을 주요 목적으로 함 가장 짧은 시간 내에 제품의 신뢰성을 정확하게 평가하는 것입니다.
신뢰성 시험은 신뢰성 인정 시험을 통과하여 양산에 들어간 제품이 규정된 조건에서 규정된 신뢰성 요구사항을 충족하는지 확인하고, 제품의 신뢰성이 프로세스, 툴링, 작업 흐름, 대량 생산 중 부품. 품질 및 기타 요인의 변화로 인해 감소되었습니다. 이를 통해서만이 제품의 성능을 신뢰할 수 있고, 제품의 품질도 우수할 수 있습니다.
전자제품 신뢰성 시험 분류
01. 환경시험
일부 신뢰성 논문에서는 자연적이거나 인위적으로 시뮬레이션된 보관, 운송 및 작업 환경에 샘플을 배치하며 이를 통칭하여 환경 테스트라고 합니다. 다양한 환경(진동, 충격, 원심분리, 온도, 열충격, 고열)에서 제품의 성능을 평가하는 데 사용됩니다. 염수 분무, 낮은 기압 등과 같은 조건에 적응하는 능력은 중요한 테스트 중 하나입니다. 제품의 신뢰성을 평가하는 방법은 일반적으로 다음과 같은 유형이 있습니다.
(1) 안정성 베이킹, 즉 고온 저장 시험
테스트 목적: 전기적 스트레스를 가하지 않고 고온 보관이 제품에 미치는 영향을 평가합니다. 심각한 결함이 있는 제품은 불안정한 상태인 비평형 상태에 있습니다. 비평형상태에서 평형상태로의 천이과정은 심각한 결함이 있는 제품의 불량을 유도하는 과정일 뿐만 아니라, 제품을 불안정한 상태에서 안정상태로 촉진시키는 전이과정이다. .
이 전이는 일반적으로 물리적, 화학적 변화이며 그 속도는 Arrhenius 공식을 따르며 온도에 따라 기하급수적으로 증가합니다. 고온 스트레스의 목적은 이러한 변화 시간을 단축하는 것입니다. 따라서 이번 실험은 제품의 성능을 안정화시키기 위한 과정으로 볼 수 있다.
테스트 조건: 일반적으로 일정한 온도 응력과 유지 시간이 선택됩니다. 마이크로 회로의 온도 응력 범위는 75도에서 400도이며 테스트 시간은 24시간 이상입니다. 테스트 전후에 테스트할 샘플은 온도 25 ± 10도, 기압 86kPa ~ 100kPa의 표준 테스트 환경에서 일정 시간 동안 방치되어야 합니다. 대부분의 경우 엔드포인트 테스트는 테스트 후 지정된 시간 내에 완료되어야 합니다.
(2) 온도주기 시험
시험 목적: 특정 온도 변화율을 견디는 제품의 능력과 극고온 및 극저온 환경을 견디는 능력을 평가합니다. 이는 제품의 열역학적 특성을 기반으로 설정됩니다. 제품의 구성요소를 구성하는 재료의 열적 매칭이 불량하거나 구성요소의 내부 응력이 큰 경우, 온도주기 시험으로 인해 기계적 구조적 결함이 악화되어 제품 불량이 발생할 수 있습니다. 공기 누출, 내부 리드 파손, 칩 균열 등
테스트 조건: 가스 환경에서 수행되었습니다. 주로 제품이 고온 및 저온에 있을 때의 온도와 시간, 고온 및 저온 상태 전환 속도를 제어합니다. 테스트 챔버의 가스 순환, 온도 센서의 위치 및 고정 장치의 열용량은 모두 테스트 조건을 보장하는 중요한 요소입니다.
제어 원칙은 테스트에 필요한 온도, 시간 및 전환율이 테스트의 로컬 환경이 아닌 테스트 대상 제품을 참조한다는 것입니다. 마이크로 회로의 전환 시간은 1분을 넘지 않아야 하며 고온 또는 저온에서의 유지 시간은 10분 이상이어야 합니다. 최저 온도는 -55도 또는 -65-10도이고, 최고 온도 범위는 85+10도에서 300+10도입니다.
(3) 열충격 시험
테스트 목적: 급격한 온도 변화를 견딜 수 있는 제품의 능력, 즉 큰 온도 변화율을 견딜 수 있는지 평가합니다. 본 시험은 기계적 구조적 결함 및 열화로 인한 제품 고장의 원인이 될 수 있습니다. 열충격 시험과 온도주기 시험의 목적은 기본적으로 동일하지만 열충격 시험의 조건은 온도주기 시험보다 훨씬 더 가혹합니다.
(4) 저압시험
테스트 목적: 저압 작업 환경(고도 작업 환경 등)에 대한 제품의 적응성을 평가합니다. 기압이 감소하면 공기 또는 단열재의 절연 강도가 약해집니다. 코로나 방전, 유전 손실 증가 및 이온화가 쉽게 발생합니다. 기압이 감소하면 열 방출 상태가 악화되고 구성 요소의 온도가 상승합니다. 이러한 요인으로 인해 테스트 샘플이 저압 조건에서 지정된 기능을 상실하고 때로는 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다.
시험조건 : 시험할 시료를 밀폐된 챔버에 넣고 규정된 전압을 인가하며 시료온도는 20분 전부터 {{0}.0도 범위를 유지해야 함 테스트가 끝날 때까지 밀봉된 챔버의 압력이 감소됩니다. 밀봉된 챔버는 상압에서 규정된 공기압으로 감압되었다가 다시 상압으로 돌아가는 과정을 거치며, 이 과정에서 시험 시료가 정상적으로 작동하는지 여부를 모니터링합니다. 마이크로회로 테스트 샘플에 인가되는 전압의 주파수는 DC ~ 20MHz 범위입니다. 전압 단자에서 코로나 방전이 발생하면 고장으로 간주됩니다. 테스트의 낮은 압력 값은 고도에 해당하며 여러 수준으로 나뉩니다. 예를 들어, 미세 회로 저압 테스트의 A 레벨 공기압 값은 58kPa이고 해당 높이는 4572m입니다. E레벨 공기압 값은 1.1kPa, 해당 높이는 30480m 등이다.
(5) 내습성 시험
테스트 목적: 가속 응력을 적용하여 습하고 뜨거운 조건에서 부패에 저항하는 미세 회로의 능력을 평가합니다. 전형적인 열대 기후 환경에 맞게 설계되었습니다. 습하고 뜨거운 조건에서 미세회로가 부식되는 주요 메커니즘은 화학적 공정에 의한 부식과 미세균열의 성장을 일으키는 수증기의 침지, 응결, 결빙에 의한 물리적 공정이다. 이 테스트는 또한 습하고 뜨거운 조건에서 마이크로 회로를 구성하는 재료에서 전기 분해가 발생하거나 전기 분해를 악화시킬 가능성을 검사합니다. 전기 분해는 절연 재료의 저항을 변화시키고 절연 파괴에 저항하는 능력을 약화시킵니다.
테스트 조건: 핫 플래시 테스트에는 가변 핫 플래시 테스트와 지속적인 핫 플래시 테스트라는 두 가지 유형이 있습니다. 고온 플래시 테스트에서는 상대 습도 범위 90% ~ 100%에서 샘플을 테스트해야 합니다. 온도를 25도에서 65도까지 올리고 3시간 이상 유지하려면 일정 시간(보통 2.5시간)이 걸립니다. 그런 다음 다시 상대습도 80% ~ 100% 범위 내에서 일정 시간(일반적으로 2.5시간)을 사용하여 온도를 6도에서 25도로 낮춥니다. 이러한 사이클을 한 번 더 수행한 후에는 습도에 상관없이 온도를 낮추십시오. -10도로 3시간 이상 보관한 후 온도 25도, 상대습도 80% 이상의 상태로 돌아옵니다. 이로써 혈액이 일과성 열감으로 바뀌는 주기가 완성되는데, 이는 약 24시간이 걸립니다.
일반적으로 내습 시험을 위해서는 위에서 언급한 안면 홍조를 반복하는 큰 주기를 10회 수행해야 합니다. 테스트하는 동안 테스트 중인 샘플에 특정 전압이 적용됩니다. 테스트 챔버의 분당 공기 교환량은 테스트 챔버 볼륨의 5배 이상이어야 합니다. 테스트할 샘플은 비파괴 납 기밀 테스트를 거친 샘플이어야 합니다.
(6) 염수분무시험
테스트 목적: 가속 방법을 사용하여 염수 분무, 습도 및 고온 조건에서 구성 요소의 노출된 부분의 내식성을 평가합니다. 열대 해변이나 해양 기후 환경에 맞게 설계되었습니다. 표면 구조가 불량한 부품은 염수 분무, 습하고 뜨거운 조건에서 노출된 부품을 부식시킵니다.
테스트 조건: 염수 분무 테스트에서는 테스트 샘플의 서로 다른 방향에 노출된 부분이 온도, 습도 및 수용된 염 침착 속도 측면에서 동일한 지정된 조건 하에 있어야 함을 요구합니다. 이 요구 사항은 테스트 챔버에 배치된 샘플 사이의 최소 거리와 샘플이 배치되는 각도에 의해 충족됩니다.
시험온도: 일반적인 요구사항은 (35+-3)'C이고, 24시간 이내 염침착율은 2X104mg/m2~5X104mg/m2이다. 염분 침착 속도와 습도는 염수 분무를 생성하는 염용액의 온도와 농도, 그리고 이를 통과하는 공기 흐름에 따라 결정됩니다. 공기 흐름 중 산소와 질소의 비율은 공기의 비율과 동일해야 합니다.
테스트 시간: 일반적으로 24시간, 48시간, 96시간, 240시간으로 구분됩니다.
(7) 조사시험
테스트 목적: 고에너지 입자 조사 환경에서 마이크로 회로의 작동 능력을 평가합니다. 고에너지 입자가 미세 회로에 유입되면 미세 구조의 변화가 발생하여 결함이 발생하거나 추가 전하 또는 전류가 생성됩니다. 이로 인해 미세 회로 매개변수 성능 저하, 잠금, 회로 뒤집기 또는 서지 전류로 인해 소진 및 고장이 발생합니다. 특정 한도를 초과하는 방사선 조사는 미세 회로에 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다.
테스트 조건: 미세 회로 조사 테스트에는 주로 중성자 조사 및 감마선 조사가 포함됩니다. 다시 총선량조사시험과 선량률조사시험으로 나누어진다. 선량률 조사는 모든 조사 테스트 미세 회로를 펄스 형태로 테스트합니다. 테스트에서는 다양한 마이크로회로와 다양한 테스트 목적에 따라 조사량 문자열과 총 조사량을 엄격하게 제어해야 합니다. 그렇지 않으면 한계를 초과하는 조사로 인해 샘플이 손상되거나 원하는 임계값을 얻을 수 없습니다. 방사선 테스트에는 인명 피해를 방지하기 위한 안전 조치가 있어야 합니다.
02.수명시험
수명시험은 신뢰성 시험에 있어 가장 중요하고 기본적인 항목 중 하나이다. 제품을 특정 테스트 조건에 두어 시간에 따른 고장(손상) 변화를 조사합니다. 수명 테스트를 통해 제품의 수명 특성, 고장 패턴, 고장률, 평균 수명, 수명 테스트 중 발생할 수 있는 다양한 고장 형태 등을 이해할 수 있습니다. 고장 분석과 결합하면 제품 고장으로 이어지는 주요 고장 메커니즘을 더욱 명확하게 할 수 있으며 이는 신뢰성 설계, 신뢰성 예측, 신제품 품질 개선, 합리적인 심사 및 일상(배치 보증) 테스트 결정의 기초가 될 수 있습니다. 정황.
테스트 시간을 단축하기 위해 고장 메커니즘을 변경하지 않고 응력을 증가시켜 테스트를 수행할 수 있다면 이것이 가속 수명 테스트입니다. 제품의 신뢰성 수준은 수명 테스트를 통해 평가할 수 있으며, 신제품의 신뢰성 수준은 품질 피드백을 통해 향상시킬 수 있습니다.
수명 테스트의 목적: 지정된 조건에서 전체 작업 시간 동안 제품의 품질과 신뢰성을 평가합니다. 테스트 결과를 더 잘 대표하려면 테스트한 샘플 수가 충분해야 합니다.
테스트 조건: 마이크로 회로의 수명 테스트는 정상 상태 수명 테스트, 간헐적 수명 테스트 및 시뮬레이션 수명 테스트로 구분됩니다.
정상상태 수명 테스트는 미세회로에 대해 반드시 수행해야 하는 테스트이다. 테스트하는 동안 테스트 중인 샘플에는 정상적인 작동 상태를 유지하기 위해 적절한 전원이 공급되어야 합니다. 국가 군사 표준 정상 상태 수명 테스트 환경 온도는 125C이고 시간은 1000h입니다. 가속 테스트는 온도를 높이고 시간을 단축할 수 있습니다.
전력 마이크로 회로 케이스의 온도는 일반적으로 주변 온도보다 높습니다. 테스트 중 주변 온도는 125도 미만으로 유지될 수 있습니다. 마이크로 회로 정상 상태 수명 테스트의 주변 온도 또는 케이스 온도는 정격 접합 온도와 동일한 마이크로 회로 접합 온도를 기반으로 해야 합니다.
간헐적 수명 테스트는 테스트 중인 미세 회로를 특정 주파수에서 차단하거나 갑자기 바이어스 전압 및 신호를 인가하는 방식입니다. 기타 시험조건은 정상상태 수명시험과 동일하다.
시뮬레이션 수명 테스트는 회로의 적용 환경을 시뮬레이션하는 조합 테스트입니다. 결합된 스트레스에는 기계적, 습도 및 저압의 4가지 스트레스 테스트(기계적, 온도, 습도 및 전기적 4가지 스트레스 테스트 등)가 포함됩니다.
03.선별검사
스크리닝 테스트는 제품을 완전히 검사하는 비파괴 테스트입니다. 특정 특성을 지닌 제품을 선택하거나, 고장난 제품을 조기에 제거하여 제품의 신뢰성을 향상시키는 것이 목적입니다. 제품 제조 과정에서 재료 결함이나 공정 통제 불능으로 인해 일부 제품에서는 소위 조기 결함이나 고장이 발생합니다. 이러한 결함이나 고장을 조기에 제거할 수 있다면 실제 사용 시 제품의 신뢰성 수준을 보장할 수 있습니다.
신뢰성 선별 테스트의 특성:
1. 이러한 종류의 테스트는 샘플링이 아니라 100% 테스트입니다.
2. 이 테스트는 적격 제품의 전반적인 신뢰성 수준을 향상시킬 수 있지만 제품의 고유한 신뢰성을 향상시킬 수는 없습니다. 즉, 각 제품의 수명을 늘릴 수는 없습니다.
3. 단순히 스크리닝 제거율만으로는 스크리닝 효과를 평가할 수 없습니다. 제거율이 높은 이유는 제품 자체의 설계, 부품, 공정 등의 심각한 결함 때문일 수도 있지만, 스크리닝 스트레스 강도가 너무 높기 때문일 수도 있습니다.
낮은 제거율은 제품 결함이 적기 때문일 수도 있지만 스크리닝 스트레스의 강도와 테스트 시간 부족으로 인해 발생할 수도 있습니다. 스크리닝 방법의 질은 일반적으로 스크리닝 제거율 Q와 스크리닝 효과 B 값으로 평가됩니다. 합리적인 스크리닝 방법은 B 값이 크고 Q 값이 적당해야 합니다.
04현장사용시험
위의 다양한 테스트는 현장 조건을 시뮬레이션하여 수행되었습니다. 장비 조건의 한계로 인해 시뮬레이션 테스트에서는 제품에 단일 응력만 적용할 수 있는 경우가 많으며 때로는 이중 응력이 적용될 수도 있습니다. 이는 실제 사용 환경 조건과 매우 다르기 때문에 제품의 품질을 진실되고 종합적으로 드러내지 못합니다. 현장 사용 테스트는 사용 현장에서 수행되기 때문에 제품의 신뢰성을 가장 정확하게 반영할 수 있습니다. 획득된 데이터는 제품 신뢰성 예측, 설계 및 보증에 높은 가치를 갖습니다. 현장 사용 테스트는 신뢰성 테스트 계획 수립, 신뢰성 테스트 방법 검증 및 테스트 정확도 평가에 더 큰 역할을 합니다.
05 식별시험
적격성 테스트는 제품의 신뢰성 수준을 평가하기 위해 수행되는 테스트입니다. 샘플링 이론을 바탕으로 개발된 샘플링 계획입니다. 적격성 테스트는 생산자가 품질 기준을 충족하는 제품을 거부하지 않도록 보장하는 조건에서 수행됩니다.
신뢰성 검정 시험은 제품 신뢰성 검정 시험과 공정(재료 포함) 신뢰성 검정 시험으로 구분됩니다.
제품 신뢰성 인증 테스트는 일반적으로 신제품 설계 및 생산이 마무리될 때 수행됩니다. 그 목적은 제품 표시기가 설계 요구 사항을 완전히 충족하는지 여부를 평가하고 제품이 미리 결정된 신뢰성 요구 사항을 충족하는지 평가하는 것입니다. 테스트 내용은 일반적으로 품질 일관성 검사와 일치합니다. A, B, C, D 4개 그룹의 테스트를 모두 실시하며, 내방사선 강도 요구사항이 있는 제품도 그룹 E 테스트를 거쳐야 합니다. 제품의 설계, 구조, 재료 또는 프로세스에 중대한 변경이 있는 경우에도 신뢰성 인증 테스트가 필요합니다.
공정(재료 포함)의 신뢰성 인증 시험은 생산 라인의 재료 및 공정에 대한 선택 및 제어 능력이 제조된 제품의 품질과 신뢰성을 보장할 수 있는지, 특정 품질 보증 수준의 요구 사항을 충족할 수 있는지를 평가하는 데 사용됩니다. .
06.기타
(1) 등가속도 시험
이 테스트의 목적은 일정한 가속도를 견딜 수 있는 회로의 능력을 평가하는 것입니다. 낮은 미세회로 구조 강도와 기계적 결함으로 인한 고장을 노출시킬 수 있습니다. 칩 탈락, 내부 리드 개방 회로, 튜브 쉘 변형, 공기 누출 등
테스트 조건: 미세 회로 칩 제거 방향, 압축 방향 및 이 방향에 수직인 방향으로 1mm 이상의 일정한 가속도를 가합니다. 가속도 값 범위는 일반적으로 49000m/s:-1225000m/sV5 000~125000z)입니다. 테스트하는 동안 마이크로 회로의 하우징은 일정한 가속기에 단단히 고정되어야 합니다.
(2) 기계적 충격시험
이 테스트의 목적은 마이크로 회로가 기계적 충격을 견딜 수 있는 능력을 평가하는 것입니다. 즉, 갑작스러운 힘을 견딜 수 있는 미세 회로의 능력이 평가됩니다. 마이크로 회로는 적재, 하역, 운송 및 현장 작업 중에 갑자기 스트레스를 받을 수 있습니다. 예를 들어, 마이크로 회로는 떨어지거나 충돌할 때 갑작스러운 기계적 응력을 받게 됩니다. 이러한 응력으로 인해 미세 회로 칩이 떨어지고, 내부 리드가 열리고, 튜브 쉘이 변형되고, 공기 누출 및 기타 고장이 발생할 수 있습니다.
테스트 조건: 테스트 중에 미세 회로 쉘은 테스트 벤치 베이스에 단단히 고정되어야 하며 외부 리드는 보호되어야 합니다. 5개의 반 사인파 기계적 충격 펄스가 마이크로 회로의 칩 배출 방향, 압착 방향 및 이 방향에 수직인 방향 각각에 적용됩니다. 충격 펄스의 최대 가속도 값 범위는 일반적으로 4900m/s2~294 000m/s2(500g~30000g)입니다. 펄스 지속 시간은 0.1ms-1.0ms이고 허용되는 왜곡은 피크 가속도의 20%보다 크지 않습니다.
(3) 기계적 진동 시험
진동 테스트에는 소인 주파수 진동 테스트, 진동 피로 테스트, 진동 소음 테스트 및 무작위 진동 테스트의 네 가지 주요 유형이 있습니다. 목적은 다양한 진동 조건에서 미세 회로의 구조적 견고성과 전기적 특성 안정성을 평가하는 것입니다.
주파수 스윕 진동 테스트는 마이크로 회로가 일정한 진폭으로 진동하도록 하며 가속도 피크 값은 일반적으로 196m/s: (20e), 490m/s2(50g) 및 686m/s2(70g)의 세 가지 수준으로 나뉩니다. 진동 주파수는 20Hz~2000Hz 범위에서 시간에 따라 변합니다. 진동 주파수가 20Hz에서 2 000HZ로 갔다가 다시 20Hz로 돌아가는 데 필요한 시간은 4mm 이상이며, 서로 수직인 세 방향(그 중 하나는 칩에 수직임)으로 5회 수행해야 합니다. .
진동 피로 테스트에서도 미세 회로가 일정한 진폭으로 진동해야 하지만 진동 주파수는 일반적으로 수십~수백Hz로 고정되어 있으며 가속도 피크는 일반적으로 196ms2(20g), 490m/s2(50g) 및 686ms2( 70g) 세 번째 기어. 서로 수직인 세 방향(한 방향은 칩에 수직)으로 각각 한 번씩 수행하며, 각 시간은 약 32시간입니다.
랜덤 진동 테스트의 테스트 조건은 현대의 다양한 현장 환경에서 발생할 수 있는 진동을 시뮬레이션하기 위한 것입니다. 무작위 진동의 진폭은 가우스 분포를 갖습니다. 가속도 스펙트럼 밀도와 주파수 사이의 관계는 구체적입니다. 주파수 범위는 수십에서 2000HZ입니다.
진동 및 소음 테스트의 테스트 조건은 기본적으로 스위핑 진동 테스트의 조건과 동일합니다. 마이크로 회로가 일정한 진폭으로 진동하도록 만들어지면 가속도 피크 값은 일반적으로 196m/s2(20g) 이상입니다. 진동 주파수는 20HZ~2000Hz 범위에서 시간에 따라 대수적으로 변합니다. 진동 주파수가 20HZ에서 2000Hz로 갔다가 다시 20HZ로 돌아가는 데 필요한 시간은 4분 이상이며, 서로 수직인 세 방향(그 중 하나는 칩에 수직임)으로 1회 수행해야 합니다.
그러나 마이크로회로는 지정된 전압과 전류를 적용해야 합니다. 테스트 중에 지정된 부하 저항에서 최대 노이즈 출력 전압이 지정된 값을 초과하는지 여부를 측정합니다.