温湿度可靠性概论

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1、温湿度可靠性概论Preparedby:Woo.ZhengDate:2011-10-09目录1.概述2.环境试验内容2.1高温试验2.2低温试验2.3恒温恒湿2.4交变湿热2.5温度循环2.6温度冲击3.环境应力与失效的关系3.1温度应力对产品的影响3.2湿度度助产品的影响3.3冷热温度对产品的影响4.延伸学习---可靠性试验分类及形式评价产品价值不应仅仅局限于对产品自身功能与性能进行评价。换句话说质量是产品价值的基础，产品价值取决于其自身质量。产品投放到市场后发生质量问题时，性能的损坏程度并不直接影响产品成本，对厂家来讲最大损失莫过于品牌信誉的损失。为了避免这些损失，在产品投放市场之前

2、，就必须要对产品作质量鉴定。环境试验不仅能够通过模拟试验和产品寿命老化试验对产品进行质量鉴定，同时还是质量保证体系中必不可少的先决条件。（举例：环境试验始见于第二次世界大战，当时美军出现了诸如从美国运至东南亚60%的机载电子设备到达目的地后不能正常使用，将近一半以上的备用电子储备在仓库时就已经失效等问题引起美军的极大重视。经确认，大多数设备失效问题是起因于亚洲亚热带多雨潮湿环境下湿热应力混合作用。）一、概述(一)1.1气候环境试验：所处环境应力---温度、湿度、气体、盐雾、风雨、压力、太阳辐射。1.2综合环境试验：所处环境应力---机械环境和气候环境相结合的环境因素。1.3机械环境试验

3、：所处环境应力---冲击、碰撞、振动、加速、高噪音、疾风。一、概述(二)环境试验2.1高温试验产品寿命遵循“10℃规则”，因而高温试验作为最常用的使用，用于元器件和整机的筛选、老化试验、寿命试验、加速寿命试验、评价试验、同时在失效分析的验证中有着重要的作用。高温试验的技术指标包括：温度、时间、上升速率(斜率)。注意：产品和元器件的最大耐受温度极限。2.2低温试验低温试验用于考核产品在低温环境条件贮存和使用的适应性。常用于产品在开发阶段的型式试验、元器件的筛选试验。低温试验的技术指标包括：温度、时间、下降速率(斜率)。注意：产品从低温箱取出时，由于温度的突变会产品冷凝水。（温度循环、温度

4、冲击、湿热试验均需注意此事项）二、环境试验内容恒温恒湿试验箱2.3恒温恒湿试验40%以上的产品失效是受到湿度的影响，因此湿度试验在环境试验中必不可少。常用于寿命试验、评价试验和综合试验。同时在失效分析的验证上其重要作用。恒温恒湿的技术指标包括：温度、相对湿度、试验时间。注意：产品试验结束后，应对样品有1~2小时的恢复期。2.4交变湿热模拟热带雨林的环境，确定产品和材料在温度变化时，产品表面产生凝露时的使用和贮存的适应性。常用于寿命试验、评价试验和综合试验。交变湿热的技术指标包括：温度、相对湿度、转换时间、交变次数。注意：产品试验结束后，应对样品有1~2小时的恢复期。二、环境试验内容2.

5、5温度循环温度循环作为自然环境的模拟，可以考核产品在不同环境条件下的适应能力，常用于在开发阶段的型式试验、元器件的筛选试验。温度循环的技术指标包括：高温温度、高温保持时间、温度下降速率、低温温度、低温保持时间、温度上升速率、循环次数。2.6温度冲击温度冲击试验的目的是为了在较短的时间内确认产品特性的变化，以及由于构成元气件的异种材料热膨胀系数不同而造成故障问题。这些变化可以通过将原器件迅速交替地暴露于高温和超低温的试验环境中观察到。冷热冲击试验不同于环境模拟试验，它是通过冷热温度冲击发现在常温状态在难以发现的潜在故障问题。决定冷热温度冲击试验的主要因素有：试验温度范围、暴露时间、循环次

6、数、试验样品重量及热负荷等。温度冲击设备有：两箱冲击、三箱冲击和液槽式冲击三种。二、环境试验内容3.1温度应力对产品的影响当讨论产品寿命时，一般采用“0℃规则”的表达方式。具体应用时，可以表达为“10℃规则”等，即当周围环境温度上升10℃时，产品寿命就会减少一半，当周围环境温度上升20℃时，产品寿命就会减少到1/4。这种规则可以说明温度是如何影响产品寿命的（导致失效）。高温对产品的影响：老化、氧化、化学变化、热扩散、电迁移、金属迁移、熔化、汽化变形等。低温对产品的影响：脆化、结冰、粘度增大和固化、机械强度的降低、物理性收缩。三、环境应力与实效的关系3.2湿度对产品的影响高温高湿条件作用

7、试验样品上，可以构成水汽吸附、吸收和扩散等作用。许多材料在吸湿后膨胀、性能变坏、引起物质强度降低及其他主要机械性能的下降，吸附了水气的绝缘材料不但会引起电性能的下降，在一定条件下还会引发各种不同的失效，是影响电子产品的主要的失效环境。湿度对产品的影响：腐蚀、离子迁移、扩散、水解、爆裂、霉菌等。举例：湿度引起塑封半导体器件腐蚀的失效在硅片上集成有大量电子元件的集成电路芯片及其元件，通过导线连接起来构成电路。由于铝和铝合金价格便宜，加工工艺简单，因