電子設備熱循環加速可靠性試驗策劃
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發布日（rì）期： 2021.07.14
加（jiā）速可靠性試驗是（shì）使用相同的損傷機理，比產品使用所需更短的時間去激發失效或累積損傷。加（jiā）速方法主（zhǔ）要包括增加壽命（mìng）控（kòng）製變量的量級和增加頻次兩類。
關鍵要理解加速試驗和被加速的實際使用環境（jìng）之間的關係，基於適合的（de）損傷、失效機理和服務環境來選擇試驗類型和試驗（yàn）條件。
電子設備熱循環有三（sān）種類型：
1）功能循環：模擬實際工作狀態，包括元器件內部功耗，外部溫度變化、熱傳（chuán）導。
2）溫度循環：環境溫度（dù）交替變化，溫變（biàn）率應低於20℃/min，以避免熱衝擊，溫（wēn）度保（bǎo）持時間推薦大（dà）於15min。
3）熱衝擊循環：溫變速率30℃/min以上，熱衝擊和溫度循環失效模式不同，溫度循環與熱衝擊循環的區別。
電子設備焊點疲勞失效（xiào）檢查一般有定期（qī）焊點裂紋的目視檢查，定期破壞（huài）焊點（diǎn）來檢查初始強度的降（jiàng）低（dī）情（qíng）況，和監測一些初始電性能變（biàn）化，如：電阻的增加。
考慮到失效檢查的方便性和（hé）試驗時（shí）間限製，推薦使用電性能監測的方法（fǎ）。試驗過（guò）程中出現電連續性首次中斷（電阻大於1000Ω），並且在其後續增加的（de）10%循環內出現9次被（bèi）確認的中斷，即（jí）可確認（rèn）為焊點疲勞失效。
試驗方案策（cè）劃要考慮電子設（shè）備的自變量參數，包（bāo）括設（shè）計參（cān）數、工藝參數、產品參數、使用環境參數（shù）等，具體比如：溫度波動、元器件尺寸、熱膨脹係（xì）數（shù）、焊點高度、引線硬度、失效概率等。
評估自變量參數的水平（píng）和範圍，在不改變失效機理的前提下，盡量提高變量參數範圍，縮（suō）短加速試驗時間（jiān）。根據自變量參數選值，預估（gū）加速可靠性試驗預期循環（huán）次數和試驗時間，使試驗經費（fèi）控製在可接受範圍之內。
關於試（shì）驗樣本數量，由於焊點蠕變疲勞失效是概率分布，為了（le）便（biàn）於（yú）統（tǒng）計（jì）出合理的測試（shì）結果，需要至少32個試驗樣本。
試驗測試板的組裝和加工應盡可能和實（shí）際產品相同。電子產品存儲一年後焊點的焊料晶粒組織（zhī）會明顯粗糙化。試驗測試板在加速試驗前應該進行（háng）熱老化和環境應力篩選，推薦（jiàn）在(100-125)℃下，熱老化(100-300)h。熱老化後的測試板在室溫下（xià）存儲一段時（shí）間，以便焊接結構穩固。
試驗過程中每個熱循環升降溫速率不應超過20℃/min，有足夠的溫度保持時（shí）間，使（shǐ）焊（hàn）點內應力鬆弛。
試驗過程中（zhōng）需要對試驗箱運行溫度、試（shì）驗基板不同部位和元器件進行溫度測量。
對（duì）於試驗（yàn）過程中出現的失效，進（jìn）行目視檢查，必要時進行（háng）金相分（fèn）析，評定失效模式。
