环境应力试验失效模式探讨

高温压力

的基本参数高温压力

高温应力有两个基本参数:(1)上限温度(TU);(2)时间(T)。此外,还有一个参数需要考虑:环境温度(TE),因为真正的变量影响的影响持续高温的区别是上限温度(TU)和室内环境温度(TE),也就是说,温度变化幅度(R) (R = TU - TE)

高温应力特性分析

高温试验会引起产品的高温老化、热积累、迁移和扩散。它是一个静态过程或过程。这种方法是提供额外的热作用,使产品在规定的高温下连续工作,使热量扩散,加速产品的潜在缺陷变成故障,并以故障的形式暴露出来。

高温应力诱发的失效机理及敏感元件

高温加速金属材料表面的氧化,其中温度和时间会影响故障缺陷的大小及其敏感元件,如电镀件、合金等;

高温改变了导电磁铁及其敏感元件的磁性,如电阻(导致电阻率增加)等;

高温使绝缘材料的抗拉强度恶化,绝缘性能受损,电气强度降低,导致线圈及其敏感元件如塑料、树脂等发生热击穿、短路或断路;

高温降低了产品的耐酸碱性,降低了材料的机械强度,在应力作用下容易损坏;

高温引起电迁移,即温度变化会影响电流及其敏感元件,如铜、铝(特别是集成电路中的铝铅)等;

高温引起润滑剂损失或润滑性降低,导致机械磨损增加,及其机械结构的旋转部件(轴承和转轴)等敏感元件;

高温使产品特性和参数及其敏感元件如晶体管、电阻、电容器、变压器等发生明显变化;

不同膨胀系数的材料在高温下膨胀不同,会造成元件松动、尺寸变化、开焊、假焊、氧化、软化、熔化、密封失效等缺陷,以及塑料等敏感元件;

高温使材料变色,变黄(白色材料),变白(黑色材料),变白(黑色材料),变脆粉碎,及其塑料等敏感部件。

温度循环应力

的基本参数温度循环应力

温度循环应力有六个基本参数:1)极限温度Tu;2)下限温度TL;3)温度变化率V;4)上温保温时间涂;5)低温保温时间TL;6)循环次数

温度循环应力特性分析

在环境可靠性试验中,当温度循环变化时,高温应力、低温应力和热疲劳对产品相互作用,材料会不同程度地膨胀和收缩。本实用新型专利技术的特点是,增加温度变化幅度和温度变化速率,可以加强这一过程,从而提高热应力,增加循环次数,直接影响激发应力。

在温度循环试验中,试验室内气流(速度)的均匀性是一个非常重要的参数,它会影响产品的温度变化率。这就要求当多个测试产品测试同时,应该有适当的间距测试产品和测试产品和测试室之间的墙,这样气流可以测试产品之间自由流通和测试产品和室壁之间。

在温度循环试验中,当低温高湿工况变为高温高湿工况时,由于空气温度上升速度快于产品温度,当达到一定的温差时,产品上会发生凝露。温差越大,凝结现象越明显。如果凝结水不能及时排出,会增加产品腐蚀的概率,降低绝缘强度。对于整个设备来说,会导致灵敏度降低和频率漂移,严重影响产品质量。

温度循环应力引起的失效机理及敏感元件

温度循环使得不同材料的膨胀系数不同,导致剥落和开裂,以及其敏感的涂料涂层等元素;

温度循环使接头的螺丝连接或铆接松动,其敏感元件如螺丝、铆接件等;

温度循环松弛机械张力不足的压合接头;

温度循环增加了钎焊不良材料的接触电阻或诱发开路,其敏感元件如电阻元件等;

温度循环导致触点(焊点)及其敏感元件如合金材料的腐蚀和污染。

温度冲击(热冲击)应力

温度冲击应力,即热冲击,有六个基本参数:1)温度上限;2)温度下限;3)温度上限停留时间;4)低温极限停留时间;5)温度转换时间或温度变化率;6)温度冲击循环次数。

这些参数将决定温度冲击试验对产品影响的严重程度。一般来说,温度变化率的增加有利于潜在缺陷的暴露。在环境可靠性试验中,温度冲击应力试验要求:温度变化率大于15℃/ min,转换时间<2-3min;< 20 - 30;<10s,与以上温度循环应力测试不同。目前,国外高加速应力筛选采用的温度变化率已达到60℃/ min。在国外温度冲击箱中,篮传递时间:<10s(通过箱内自动传递篮传递)。

温度冲击力特性分析

温度冲击法具有较高的温度变化率和较大的热应力。屏蔽元件,特别是集成电路器件是一种有效的方法,但在测试时应注意可能出现的附加损坏;对于开机和监控,温度冲击法使用不方便,甚至无法实现全面监控

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