【正文】 因此，對一般產(chǎn) 品而言嚴酷程度依次為隨機振動、掃頻振動、定頻振動。 倍頻程（ OCT） 以前一頻率為基數(shù)，擴大一倍頻率所需要經(jīng)歷的時間 過程，在振動領(lǐng)域中一般指頻率變化的速率，當掃頻規(guī) 律為指數(shù)變化時倍頻程為對數(shù)變化。 嚴酷等級 除非相關(guān)規(guī)范另有規(guī)定，應(yīng)使用表中溫度和持續(xù)時間的組合之一。 但在交變循環(huán)的情況下，樣品具有干燥周期，而在恒定的情況 下卻沒有這一特點，這可能影響該試驗的有效性。 2. 中間檢測時不允許將試驗樣品移出試驗箱（室）外，更不允許 在恢復(fù)后進行測量。 2. 在日本，冷熱沖擊試驗則作為加速可靠性試驗的一種形式廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)的階段（ HALT）。 高溫、低溫試驗 66 四、環(huán)境試驗內(nèi)容 環(huán)境溫度校正計算圖 GB A 當環(huán)境溫度 20℃ 時樣品表面溫度為 60 ℃ ；環(huán)境溫度 55 ℃ 時樣品表面溫度 是多少？ 高溫、低溫試驗 67 四、環(huán)境試驗內(nèi)容 低溫試驗要求（ Ad散熱試驗樣品溫度漸變的低溫試驗） 1. 試驗樣品任何表面與其對應(yīng)的箱（室）壁間的最小距離大于 15cm 2. 箱（室）體積對試驗樣品體積之比不小于 5:1（電子、儀表、低 壓電器類）或 10:1（電視、變壓器、高壓電器等） 3. 在無強迫空氣循環(huán)試驗（優(yōu)先選用）情況下，試驗箱（室）與試 驗樣品大小及其散熱總量比較起來應(yīng)足夠大，要大到可以模擬 “ 自由空氣 ” 條件的影響 4. 用有強迫空氣循環(huán)的試驗箱（室）進行試驗時，風速應(yīng)盡可能低 5. 條件試驗結(jié)束時，對通電運行或加負載的試驗樣品應(yīng)先停止通電 或卸去負載，試驗樣品仍保留在試驗箱（室）內(nèi)，將試驗箱（室） 溫度漸漸升高到正常的試驗大氣條件范圍內(nèi)，箱（室）內(nèi)溫度變 化的速率為不大于 1℃/min （不超過 5min時間的平均值） 6. 中間測量一般在箱內(nèi)，樣品不移出。濕熱的 腐蝕作用是由于空氣中含有少量的酸、堿性 雜質(zhì)，或由于產(chǎn)品表面附著著如焊渣、汗?jié)n 等污染物質(zhì)而引起間接的化學和電化學腐蝕 作用。H 5 48h ≤ 60% R在塑料封裝樹脂中一般都加入 了石英填料，狀如金字形顆粒，其鋒利的角尖接觸到芯片表面，塑料的壓 應(yīng)力傳遞到石英砂角尖壓在芯片上造成了芯片上的局部應(yīng)力損傷。 環(huán)境試驗的順序安排 32 二、環(huán)境試驗標準 A“環(huán)境試驗順序表 ” A組 ——地面設(shè)備（包括海軍海岸用設(shè)備）； A1——一般基地（隱蔽的）全部地面設(shè)備，但不包括電子與通訊設(shè)備，或飛機和導(dǎo)彈的地面支援設(shè)備； A2——一般基地（不隱蔽的）全部地面設(shè)備，但不包括電子與通訊設(shè)備，或飛機和導(dǎo)彈的地面支援設(shè)備； A3——飛機和導(dǎo)彈的地面支援設(shè)備，包括飛機場室外設(shè)備，導(dǎo)彈發(fā)射架，維修用地面設(shè)備和檢查設(shè)備等，但不包括電子設(shè)備； A4——全部類型的通訊和電子設(shè)備及有電路的設(shè)備（隱蔽的）； A5——全部類型的通訊和電子設(shè)備及有電路的設(shè)備（不隱蔽的）； B組 ——空用設(shè)備（系指安裝在飛機和直升飛機上的設(shè)備及空中發(fā)射和地面發(fā)射導(dǎo)彈上的設(shè)備） C組 ——海用設(shè)備 環(huán)境試驗的順序安排 33 二、環(huán)境試驗標準 A“環(huán)境試驗順序表 ” 環(huán)境試驗的順序安排 試驗方法 A組 A1 A2 A3 A4 A5 低氣壓（高度） 1 1 1 3 3 高溫 2 2 2 2 2 低溫 4 4 3 1 1 溫度沖擊 5【 1】 5【 1】 5【 1】 5【 1】 5【 1】 溫度 高度 太陽輻射 3【 1】 3【 1】 4【 1】 4【 1】 4【 1】 淋雨 8【 1】 8 7 11【 1】 11 濕熱 9 9 8 12 12 霉菌 10 10 9 13 13 鹽霧 11【 1】 11 10 14【 1】 14 沙塵 7【 1】 7 11 7【 1】 7 爆炸性大氣 12 8【 1】 8【 1】 浸漬 6 6 6 6 6 加速度 振動 13 13 14 10 10 噪聲 沖擊 12 12 13 9 9 【 1】 有限用途試驗 34 二、環(huán)境試驗標準 確定試驗順序的幾種方法 1. 從最嚴酷的試驗項目開始安排試驗順序； 2. 從最不嚴酷的試驗項目開始安排試驗順序； 3. 從前一個試驗所產(chǎn)生的結(jié)果由后一個試驗來暴露或加強； 4. 從產(chǎn)品實際可能遇到的起主要影響的環(huán)境因素出現(xiàn)的次序考慮，安排試驗順序； 5. 只要有可能，試驗順序的確定應(yīng)以設(shè)備使用時工作條件資料為基礎(chǔ)，當這種資料不能得到時，建議采用能給出最顯著影響的試驗順序； 6. 考慮試驗經(jīng)費和試驗時間來安排試驗順序 環(huán)境試驗的順序安排 35 二、環(huán)境試驗標準 試驗順序?qū)Ξa(chǎn)品的影響 1. 濕熱試驗后低溫試驗 濕度試驗會讓產(chǎn)品的縫隙存有水，低溫結(jié)冰時會擴大縫隙。 快速的溫差變化，寬范圍的溫差、強烈的振 動、沖擊都是環(huán)境應(yīng)力的表現(xiàn)形式。 環(huán)境試驗和可靠性試驗 返回 10 一、概述 極限試驗 不斷增加某一個或某幾個環(huán)境應(yīng)力的水平，直至試樣失效為止，但失效模式不變。 可靠性試驗 可靠性試驗是對產(chǎn) 品進行評價、驗證的 各種試驗如增長、篩 選、驗收、鑒定、統(tǒng) 計等。 驗收試驗 返回 16 一、概述 環(huán)境試驗和可靠性試驗 1. 目的不同 2. 可靠性試驗過程可以不加任何環(huán)境應(yīng)力 3. 環(huán)境試驗可以不考慮試驗的樣本量和抽樣數(shù)量 4. 環(huán)境試驗可以確定產(chǎn)品的極限應(yīng)力 5. 通過提高環(huán)境應(yīng)力對產(chǎn)品進行加速試驗 6. 可靠性試驗主要通過統(tǒng)計計算評價產(chǎn)品的可靠度。 環(huán)境試驗的順序安排 31 二、環(huán)境試驗標準 GB對進行這些試驗的順序安排 GB2421的第七條規(guī)定了氣候試驗順序 氣候試驗的順序主要適用于各類元件，為了在有要求時加以使 用，一般認為低溫、高溫、低氣壓和交變濕熱試驗之間有一定的聯(lián) 系，并稱之為氣候順序。 ● 條件：溫度變化環(huán)境，如：溫循、溫沖、焊接工藝的波峰焊、再流焊、氣流焊。H 2a 4周 ≤ 60% R另外，由于水分的吸收和擴 散（滲透）作用，使絕緣材料的體積電阻下 降，損耗角增大，從而產(chǎn)生漏電流。 3. 試驗樣品任何表面和相對應(yīng)的箱壁之間的最小距離應(yīng)不小于 10~20cm（距離與樣品體積大小，散熱瓦數(shù)有關(guān)）。 受熱不均勻的產(chǎn)品，在工作期間由于溫度的變化會產(chǎn)生蠕變失 效，這些失效不同于熱沖擊。 （ 2）根據(jù)產(chǎn)品本身的特征選擇。 2. 對于比較試驗，如果不同試驗樣品的失效機理相同，則允許使 用高加速試驗。 濕熱試驗 88 四、環(huán)境試驗內(nèi)容 試驗 Cx：未飽和高壓蒸汽恒定濕熱 本標準規(guī)定了一種以加速方式評定小型電工電子產(chǎn)品，主要是非 氣密元件耐濕熱劣化效應(yīng)的標準試驗方法。在振動中幅值亦稱振幅。 常用的振動波形 定頻 掃頻 隨機 幾種常用振動波形 100 四、環(huán)境試驗內(nèi)容 兩種特殊振動波形 101 四、環(huán)境試驗內(nèi)容 振動試驗的技術(shù)參數(shù) 1. 頻率 ——定頻頻率、頻率范圍（掃頻和隨機） Hz、 KHz 2. 幅值 ——位移幅值（ mm）、加速度幅值（ m/s gn）、加速度譜密度（（ m/s2 ） 2/Hz）、峰值振幅（ Vp） 3. 持續(xù)時間 ——掃頻耐久的持續(xù)時間以掃頻循環(huán)數(shù)給出 定頻耐久的持續(xù)時間以分鐘或小時給出 定頻振動如何確定危險頻率 在整個頻率范圍內(nèi)進行響應(yīng)檢查。 隨機振動試驗例子 106 四、環(huán)境試驗內(nèi)容 國內(nèi)某通訊設(shè)備生產(chǎn)單位的掃頻振動的應(yīng)力頻率范圍 10 55Hz；恒定振幅 。即從以頻率為函數(shù)的恒定位移幅值 變到以頻率為函數(shù)的恒定加速度幅值。 常用于塑料封裝的半導(dǎo)體器件、集成電路、密封繼電器，密封器 件等。通常施加偏壓。 濕熱試驗 82 四、環(huán)境試驗內(nèi)容 試驗 Cb：設(shè)備用恒定濕熱試驗方法 嚴酷等級 試驗嚴酷等級是由溫度、相對濕度和時間組合而成， 并由有關(guān)標準加以規(guī)定。按相同的過程，水分 子也能到達封閉物的內(nèi)部空隙，在這種情況下，解吸是潮氣進入內(nèi)腔這一 過程的結(jié)束。 本試驗產(chǎn)生一種急劇的熱沖擊，適用于玻璃 —金屬密封及類似的 試驗樣品。這種破壞通常是不可逆的。高速運動的電子與金屬原子發(fā)生沖量交換，原子受到強烈的 電子沖擊力，這就是電遷移理論中的電子風力 Fwd。 其失效機理是：因表貼器件芯片外面包封的塑料很薄，很 少，外部的潮氣容易浸入內(nèi)部。 環(huán)境試驗順序的影響 36 二、環(huán)境試驗標準 元器件試驗順序 1. 參照元器件的規(guī)范書進行 2. 原則上采用分組試驗方法 3. A、 B、 C各組的試驗順序類似，僅試驗項目有增減 環(huán)境試驗順序的影響 37 二、環(huán)境試驗標準 需要注意的細節(jié) 1. 從一個試驗轉(zhuǎn)換到下一個試驗必須測試參數(shù) 2. 超應(yīng)力試驗后的樣品一般不要再繼續(xù)試驗 3. 試驗樣品根據(jù)試驗情況需要有恢復(fù)時間 4. 通電試驗要保證冷凝不會影響工作、低溫不要使電容器不能工作，高溫要在技術(shù)規(guī)范允許的條件下 5. 元器件和整機的試驗存在差異，不要盲目套用。這種規(guī)則可以說 明溫度是如何影響產(chǎn)品壽命（失效）的。這種試驗要求試樣在試驗中或應(yīng)力去掉后結(jié)構(gòu)完好，電氣、機械性能正常，不允許有結(jié)構(gòu)失效或潛在的結(jié)構(gòu)失效現(xiàn)象。 3. 確認是否符合產(chǎn)品交收的可靠性定量要求。 鑒定試驗 返回 15 一、概述 驗收試驗的目的 確定產(chǎn)品是否符合規(guī)定的可靠性要求。 （ 5）中間檢測 ——中間過程的參數(shù)測試。 環(huán)境試驗的局限性 44 二、環(huán)境試驗標準 主要的環(huán)境試驗標準 環(huán)境試驗總則和導(dǎo)則的意義 試驗順序和試驗步驟對產(chǎn)品的影響 環(huán)境試驗的階段應(yīng)力和常用的試驗 本章小結(jié) 45 三、環(huán)境應(yīng)力對產(chǎn)品的影響 溫度應(yīng)力對產(chǎn)品的影響 溫度應(yīng)力失效 環(huán)境應(yīng)力條件 敏感元件和材料 分類 (原因 ) 失效模式 老化 抗拉強度老化 絕緣強度老化 溫度 +時間 塑料、樹脂 化學變化 熱分解 溫度 塑料、樹脂 高溫氧化 氧化層的結(jié)構(gòu) 溫度 連接點材料、連接器 熱擴散 引線斷裂 溫度 +時間 異金屬連接部位 擊穿 內(nèi)在的短路，絕 緣性差 高溫（ 200~400℃ ） 銀 ,金 ,銅 ,鐵 ,鎂 ,鎳 ,鉛 ,鈀 ,鉑 ,鉭 ,鈦 ,鎢 ,鋁 半導(dǎo)體損壞 熱點、參數(shù)漂移 溫度、電壓、電子 能 非均質(zhì)材料 電遷移 引線斷開 斷裂 溫度 +電流（密度為106A/cm2） 例如：鎢 ,銅 ,鋁（特別是集成電路中的鋁引線） 46 三、環(huán)境應(yīng)力對產(chǎn)品的影響 溫度應(yīng)力對產(chǎn)品的影響 溫度應(yīng)力失效 環(huán)境應(yīng)力條件 敏感元件和材料 分類 (原因 ) 失效模式 金屬遷移 短路 溫度 +應(yīng)力 +時間 銀、鉍、鎘、鋁、鉛、錫、鋅 金屬蔓延 疲勞，損壞 溫度 +應(yīng)力 +時間 彈簧，結(jié)構(gòu)元件 軟化、熔化汽化 扭曲 溫度 金屬，塑料，熱保險絲 金屬脆化 損壞、斷裂 低溫 體心立方晶體（例如銅，鉬，鎢）和密排立方晶體（例如鋅，鈦，鎂）及其合金 塑料脆化 損壞、爆裂 低溫 +低濕度 低彈性的非晶體（例如苯乙烯， 丙烯酸甲酯）、密封圈 焊劑流動 噪聲，連接 不實 低溫 特別是連接到印刷電路板上的元 件（例如開關(guān)，連接器件） 47 三、環(huán)境應(yīng)力對產(chǎn)品的影響 高溫導(dǎo)致的橫向剪切力 ● 原因：塑料和硅芯片的熱膨脹系數(shù)相差太大，約 1個數(shù)量級。潮濕敏感器件要采用真空包裝，如果包裝受到 破壞，允許放臵的時間如下表所示，如果超出了規(guī)定的時間，表貼前必須 先進行烘烤。 高溫對產(chǎn)品的影響 高溫大電流造成的電遷移 5