De manière générale, les tests effectués pour évaluer et analyser la fiabilité des produits électroniques sont appelés tests de fiabilité. Afin de prédire la qualité du produit depuis sa sortie d'usine jusqu'à la fin de sa durée de vie, après avoir sélectionné un stress environnemental très similaire à l'environnement du marché, l'objectif principal de la définition du niveau de stress environnemental et du temps d'application est d'évaluer correctement la fiabilité du produit dans les plus brefs délais. A cela correspondent différentes chambres d'essai, telles que :chambre d'essai à température et humidité constantes, chambre d'essai de vieillissement UV, chambre d'essai au brouillard salin, chambre d'essai de vieillissement de lampe au xénon, etc.
Le test de fiabilité consiste à déterminer si les produits qui ont réussi le test de qualification de fiabilité et sont transférés vers la production de masse répondent aux exigences de fiabilité spécifiées dans des conditions spécifiées, et à vérifier si la fiabilité du produit change avec le processus, l'outillage, le flux de travail, et pièces lors de la production de masse. Diminué en raison de changements de qualité et d’autres facteurs. Ce n’est qu’ainsi que l’on peut se fier aux performances des produits et à leur qualité excellente.
Classification des tests de fiabilité des produits électroniques
Tests environnementaux
Certaines monographies de fiabilité placent les échantillons dans des environnements de stockage, de transport et de travail simulés naturels ou artificiels. Les tests sont collectivement appelés tests environnementaux. Ils permettent d'évaluer les performances des produits dans des environnements variés (vibrations, chocs, centrifugation, température, choc thermique, bouffées de chaleur, sel). La capacité d'adaptation à des conditions telles que le brouillard, la faible pression atmosphérique, etc. est l'une des méthodes de test importantes pour évaluer la fiabilité du produit. Généralement, on distingue principalement les types suivants :
(1) Cuisson de stabilité, c'est-à-dire test de stockage à haute température
Objectif du test : Évaluer l’impact du stockage à haute température sur les produits sans appliquer de contrainte électrique. Les produits présentant des défauts graves sont dans un état de non-équilibre, c'est-à-dire un état instable. Le processus de transition d'un état de non-équilibre à un état d'équilibre n'est pas seulement un processus qui induit la défaillance de produits présentant des défauts graves, mais aussi un processus de transition qui promeut les produits d'un état instable à un état stable. .
Cette transition est généralement un changement physique et chimique, et sa vitesse suit la formule d'Arrhenius et augmente de façon exponentielle avec la température. Le but du stress à haute température est de raccourcir la durée de ce changement. Par conséquent, cette expérience peut être considérée comme un processus visant à stabiliser les performances du produit.
Conditions de test : Généralement, une contrainte de température et un temps de maintien constants sont sélectionnés. La plage de contrainte thermique du microcircuit est de 75 degrés à 400 degrés et la durée du test est supérieure à 24 heures. Avant et après le test, l'échantillon testé doit être placé pendant une certaine période de temps dans un environnement de test standard, avec une température de 25 ± 10 degrés et une pression d'air de 86 kPa ~ 100 kPa. Dans la plupart des cas, le test du point final doit être terminé dans un délai spécifié après le test.
(2) Test de cycle de température
Objectif du test : évaluer la capacité du produit à résister à un certain taux de changement de température et sa capacité à résister à des environnements à températures extrêmement élevées et extrêmement basses. Il est défini en fonction des propriétés thermomécaniques du produit. Lorsque les matériaux qui composent les composants du produit ont une mauvaise adaptation thermique ou que la contrainte interne du composant est importante, le test du cycle de température peut provoquer une défaillance du produit causée par la détérioration de défauts structurels mécaniques. Tels que les fuites d'air, les ruptures de plomb internes, les fissures de copeaux, etc.
Conditions de test : Réalisé en environnement gazeux. Il contrôle principalement la température et le temps pendant lesquels le produit est à des températures élevées et basses ainsi que le taux de conversion d'état à haute et basse température. La circulation du gaz dans la chambre d'essai, la position du capteur de température et la capacité thermique du luminaire sont tous des facteurs importants pour garantir les conditions d'essai.
Le principe de contrôle est que la température, la durée et le taux de conversion requis par le test se réfèrent au produit testé et non à l'environnement local du test. Le temps de commutation du microcircuit ne doit pas dépasser 1 minute et le temps de maintien à haute ou basse température n'est pas inférieur à 10 minutes ; la température basse est de -55 degrés ou -65-10 degrés, et la température élevée varie de 85+10 degrés à 300+10 degrés.
(3) Test de choc thermique
Objectif du test : évaluer la capacité du produit à résister à des changements de température drastiques, c'est-à-dire à résister à des taux de changement de température importants. Le test peut provoquer une défaillance du produit causée par des défauts structurels mécaniques et une détérioration. L'objectif de l'essai de choc thermique et de l'essai de cycle de température est fondamentalement le même, mais les conditions de l'essai de choc thermique sont beaucoup plus sévères que celles de l'essai de cycle de température.
(4) Test basse pression
Objectif du test : évaluer l'adaptabilité du produit aux environnements de travail à basse pression (tels que les environnements de travail à haute altitude). Lorsque la pression de l'air diminue, la force d'isolation de l'air ou des matériaux isolants s'affaiblit ; une décharge corona, une perte diélectrique accrue et une ionisation se produiront facilement ; la diminution de la pression de l'air aggravera les conditions de dissipation thermique et augmentera la température des composants. Ces facteurs feront perdre à l'échantillon de test ses fonctions spécifiées dans des conditions de basse pression et causeront parfois des dommages permanents.
Conditions de test : L'échantillon à tester est placé dans une chambre scellée, la tension spécifiée est appliquée et la température de l'échantillon doit être maintenue dans la plage de {{0}},0 degré à partir de 20 minutes avant la pression est réduite dans l'enceinte étanche jusqu'à la fin de l'essai. La chambre scellée est réduite de la pression normale à la pression d'air spécifiée, puis ramenée à la pression normale, et pendant ce processus, il est surveillé si l'échantillon d'essai peut fonctionner normalement. La fréquence de la tension appliquée à l'échantillon de test du microcircuit est comprise entre DC et 20 MHz. L'apparition d'une décharge corona au niveau de la borne de tension est considérée comme une défaillance. La valeur basse pression du test correspond à l'altitude et est divisée en plusieurs niveaux. Par exemple, la valeur de pression atmosphérique de niveau A du test basse pression du microcircuit est de 58 kPa et la hauteur correspondante est de 4 572 m. La valeur de la pression atmosphérique du niveau E est de 1,1 kPa et la hauteur correspondante est de 30 480 m, etc.
(5) Test de résistance à l'humidité
Objectif du test : Évaluer la capacité des microcircuits à résister à la pourriture dans des conditions humides et chaudes en appliquant une contrainte accélérée. Il est conçu pour les environnements climatiques tropicaux typiques. Les principaux mécanismes de dégradation des microcircuits dans des conditions humides et chaudes sont la corrosion provoquée par des processus chimiques et des processus physiques provoqués par l'immersion, la condensation et le gel de la vapeur d'eau qui provoquent la croissance de microfissures. Le test examine également la possibilité d'une électrolyse ou d'une exacerbation de l'électrolyse dans les matériaux constituant le microcircuit dans des conditions humides et chaudes. L'électrolyse modifiera la résistance du matériau isolant et affaiblira sa capacité à résister au claquage diélectrique.
Conditions de test : Il existe deux types de tests de bouffée de chaleur, à savoir le test de bouffée de chaleur variable et le test de bouffée de chaleur constante. Le test de bouffée de chaleur nécessite que l'échantillon à tester soit dans une plage d'humidité relative de 90 % à 100 %. Il faut un certain temps (généralement 2,5 heures) pour augmenter la température de 25 degrés à 65 degrés et la maintenir pendant plus de 3 heures ; puis à nouveau Dans la plage d'humidité relative de 80 % à 100 %, utilisez une certaine période de temps (généralement 2,5 heures) pour faire baisser la température de 6 degrés à 25 degrés. Après un autre cycle de ce type, abaissez la température quelle que soit l'humidité. à -10 degrés et conservez-le pendant plus de 3 heures avant de revenir à un état où la température est de 25 degrés et l'humidité relative est égale ou supérieure à 80 %. Cela complète un cycle de transformation du sang en bouffées de chaleur, qui prend environ 24 heures.
Généralement, pour un test de résistance à l’humidité, le grand cycle de bouffées de chaleur alternées mentionné ci-dessus doit être effectué 10 fois. Pendant le test, une certaine tension est appliquée à l'échantillon testé. Le volume d'échange d'air par minute dans la chambre d'essai doit être supérieur à 5 fois le volume de la chambre d'essai. L’échantillon à tester doit avoir subi un test non destructif d’étanchéité au plomb.
(6) Essai au brouillard salin
Objectif du test : Utiliser une méthode accélérée pour évaluer la résistance à la corrosion des parties exposées des composants sous brouillard salin, humidité et conditions chaudes. Il est conçu pour les environnements climatiques tropicaux balnéaires ou offshore. Les composants ayant une mauvaise structure de surface corroderont les pièces exposées sous l’effet du brouillard salin, dans des conditions humides et chaudes.
Conditions de test : Le test au brouillard salin nécessite que les parties exposées de l'échantillon de test dans différentes directions soient dans les mêmes conditions spécifiées en termes de température, d'humidité et de taux de dépôt de sel reçu. Cette exigence est satisfaite par la distance minimale entre les échantillons placés dans la chambre d'essai et l'angle auquel les échantillons sont placés.
Température de test : l'exigence générale est de (35+-3)'C et le taux de dépôt de sel dans les 24 heures est de 2X104mg/m2~5X104mg/m2. Le taux de dépôt de sel et l’humidité sont déterminés par la température et la concentration de la solution saline qui génère du brouillard salin et par le flux d’air qui la traverse. La proportion d'oxygène et d'azote dans le flux d'air doit être la même que celle de l'air.
Durée du test : généralement divisée en 24h, 48h, 96h et 240h.
(7) Essai d'irradiation
Objectif du test : évaluer la capacité de fonctionnement du microcircuit dans un environnement d'irradiation de particules à haute énergie. Les particules à haute énergie pénétrant dans les microcircuits peuvent provoquer des modifications de la microstructure et produire des défauts ou générer des charges ou des courants supplémentaires. Cela entraîne une dégradation des paramètres du microcircuit, un verrouillage, une inversion du circuit ou une surintensité provoquant un grillage et une panne. L'irradiation au-delà d'une certaine limite peut causer des dommages permanents aux microcircuits.
Conditions de test : Les tests d'irradiation des microcircuits comprennent principalement l'irradiation neutronique et l'irradiation par rayons gamma. Il est ensuite divisé en test d'irradiation à dose totale et test d'irradiation à débit de dose. L'irradiation au débit de dose teste tous les microcircuits de test irradiés sous forme d'impulsions. Lors du test, la chaîne de doses et la dose totale d'irradiation doivent être strictement contrôlées en fonction de différents microcircuits et de différents objectifs de test. Dans le cas contraire, l'échantillon sera endommagé en raison d'une irradiation dépassant la limite ou la valeur seuil recherchée ne sera pas obtenue. Les tests de rayonnement doivent comporter des mesures de sécurité pour éviter les blessures humaines.
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