湿热试验原理

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1、TEMPERATURE&HUMIDITYANDFAILUREANALYSISBYREENVIRONMENTTEAMFeb26,20021CONTENTS基本概念(温度,湿度)温湿度引起的失效分析温湿度筛选测试简介与分析分系统热循环试验避免元器件过热设计环境测试中断处理Summary温度溫度和熱是相當不同的概念。溫度通常是與組成物質內粒子之平均動能相關；而熱是由於二點間溫度差所造成一種能量的流動。从某种意义上来说我们可以把温度定义为一种物体的性质，也就是我们对物质的冷热的感受程度。湿空气干空气饱和湿空气湿空气含有水蒸气的空气干空气不含

2、有水蒸气的空气饱和湿空气干空气和饱和水蒸气组成的混合气体.饱和湿空气中的水蒸气的含量已达到最大限度,除非提高温度,否则饱和湿空气中水蒸气的含量不会再增加湿度绝对湿度每1m3的湿空气中所含有的水蒸气的质量称为湿空气的绝对湿度相对湿度湿空气的绝对湿度ρv与同温度下饱和湿空气的绝对湿度ρ”之比Φ=ρv/ρ”=ρv/ρmax=Pv/Ps温湿度引起的失效环境主要效应引起的主要失效高温热老化：氧化结构改变化学反应软化、熔化和升华降低粘性／蒸发物理膨胀绝缘失效：电特性改变。结构失效。润滑特性损失。结构失效：机械应力增加；活动部件的

3、磨损增加；低温粘性增加和固化冰形成碎裂物理收缩润滑特性损失。电特性改变。机械强度损失；裂纹，破裂结构失效：活动部件磨损增加温湿度引起的失效高湿度潮气吸收化学反应腐蚀电解容器增大，破裂；物理分解；电强度损失；机械强度损失；功能干扰；电特性损失；绝缘体导通性增加。低湿度干燥碎裂表面粗糙机械强度损失；结构瓦解；电特性改变，“涂灰”(dusting)。温度冲击机械应力结构瓦解或强度减弱：密封损坏。温湿度引起的失效分析元器件出现的故障可能的原因半导体封装破裂EOS、过热EOS损坏使用时超过强度工作状态，潮湿或污染物

4、侵入机械性的破裂塑料封装、金属引线或管芯过热而膨胀器件内部连线断裂EOS或热冲击器件内部汽泡芯片基底的结合失效，过热金属导电部分损坏ESD、腐蚀、EOS、温度小丘形成温度周期起伏EOS:电气过载Continued温湿度引起的失效分析电阻表面导体断裂机械或过热冲击变值过载应用，在潮湿和高温下工作电容电解电容中电解液泄漏高温，封装缺陷变值由于高温或老化而导致电解质降级电容体破裂过热、EOS、电容体质量不好线圈开路故障EOS，过热印制电路板变色焊接时或由高温元器件传来的热量过大脱层焊接时或高温元器件辐射的热量过大起泡高温温湿度筛选测试简介

5、高温老化测试温度循环方法通过轮流向元器件施以低温和高温来检测其缺陷高温储存可使元器件面临比老化测试更高的温度，且无需对元器件施加电源高温时所作的寿命测试有助于评估元器件长期在高温下工作的后果热冲击测试可评估元器件对极限温度和循环处于极限温度时的耐受力温湿度筛选测试分析筛选测试检测缺陷项目温度周期性变化封装外壳缺陷、基底开裂、管芯基片问题高温储藏接触缺陷、湿气侵入、氧化、金属部份缺陷、热寿命、软化、物理变化高温老化表面和金属部份故障、导线粘合故障湿度测试湿气吸收、腐蚀、化学反应食盐喷洒防腐蚀、模仿海岸气候防止受潮测试防止腐蚀、受湿度的

6、影响水浸密封蚀陷、金属腐蚀抗焊接热测试电特性变化、热降级、由于热应力引起的机械压力泄漏测试封装密封缺陷等加速度试验基底破裂、粘合缺陷、粘着故障热冲击热机械强度引起密封损坏、结构元器件故障分系统热循环试验阶段及其目的鉴定热循环试验目的是鉴定组件或分系统在鉴定温度范围内的工作能力验收热循环试验目的是使组件或分系统经受热循环环境来检测出材料、加工和制造质量的缺陷共同目的:对产品进行温度应力筛选，暴露出因零件、材料和制造工艺中潜在缺陷造成的早期故障分系统热循环试验中出现结露问题的危害电子设备的绝缘电阻下降、漏电增加，严重时出现飞弧,击穿和电

7、路损坏等现象在电、潮湿和温度的共同作用下引起电化学反应和金属化腐蚀，导致部件或分系统内部组件金属化系统的失效分系统热循环试验防结露措施采用密封塑料薄膜较为经济实用,但对存在较大腔体的非密封性结构的分系统进行热循环试验时,在热循环试验之前应采取高温预烘烤等措施,排除分系统内部腔体中的水汽,防止机壳内部产生结露组件造成损伤在容器内充满干燥空气或氮气最后半个循环应为热循环,进一步减少分系统内部水汽残留.对热循环试验箱的密封性有一定的要求避免元器件过热设计简介制作电子电路时，热量是影响所有类型元器件的一个重要因素商用半导体器件的结温极限约为

8、150°C使用散热片和散热扇并在外壳上提供通风孔来保持器件较低的结温温度会加速大多数半导体器件产生故障，大多数故障产生机制都与温度有关。某些器件过热的共同原因是EOS和ESD产品开发初期控制热量的成本最低元器件的选择应能满足应用要求和