在電子元器件的生產與質量控制中,壽命預測是評估產品可靠性的重要環節。加速壽命測試通過在實驗室條件下施加高于正常使用的應力,加速元器件的老化過程,從而在較短時間內預測其使用壽命。今天,我們就來全面解析電子元器件加速壽命測試的流程、方法與應用。
一、加速壽命測試的基本原理
加速壽命測試通過施加溫度、濕度、電氣負載等應力,加速元器件的老化過程,從而在較短時間內預測其使用壽命。測試中,通常使用阿倫尼烏斯模型(Arrhenius Model)或冪律模型(Power Law Model)來建立應力與壽命之間的關系。
二、加速壽命測試的標準與方法
1. 國際標準
IEC 62506:電子元器件高加速壽命試驗
ASTM E1670-16:電子元器件加速壽命測試標準
2. 測試方法
1) 高加速壽命試驗(HALT)
原理:通過施加高應力(溫度、振動),快速發現產品設計缺陷
測試條件:
溫度范圍:-40℃至+125℃
振動頻率:2Hz至10000Hz
應力增量:每次測試后增加應力水平
測試流程:
預處理:樣品進行外觀檢查和初始功能測試
應力施加:逐步增加溫度、振動應力
故障發現:記錄故障點,分析故障原因
優化設計:根據故障分析,優化產品設計
驗證測試:重新測試,確認改進效果
2) 加速壽命試驗(ALT)
原理:在恒定應力條件下進行測試,預測產品壽命
測試條件:
溫度:85℃至125℃
濕度:85%RH
電氣負載:正常工作電壓
測試流程:
預處理:樣品進行外觀檢查和初始功能測試
應力施加:設定溫度、濕度和電氣負載參數
周期監測:定時測量樣品電學性能
失效判定:基于性能退化或不符合規格判定失效時點
數據分析:統計失效時間,繪制壽命分布曲線
三、電子元器件高加速壽命試驗流程
1. 樣品要求
批量隨機抽取:數量一般不少于30件,確保統計學意義
完整標識:所有樣品的型號、批號及生產日期
初始性能確認:樣品應無機械損傷,通電前進行初始性能測試
2. 檢測條件與流程
| 試驗項目 | 測試條件 | 持續時間 | 判定標準 |
|---|---|---|---|
| 高溫儲存試驗 (HTSL) | 溫度:125°C±5°C,無電負載 | 1000小時 | 性能參數變化超出規格 |
| 溫度濕度應力試驗 (THB) | 溫度:85°C,濕度:85% RH,加電 | 1000小時 | 電性能顯著退化 |
| 溫度循環試驗 (TC) | -40°C至125°C,循環速度10分鐘/周期 | 500周期 | 機械破損或電性能異常 |
| 加速濕熱應力試驗 (HAST) | 溫度:130°C,濕度:85% RH,帶電負載 | 96小時 | 漏電流超過限值 |
3. 試驗注意事項
環境校準:試驗前需對環境試驗箱進行校準和預熱,確保溫濕度穩定
電氣負載:樣品必須在試驗期間保持均勻電氣負載,負載應符合實際應用條件
機械保護:注意防止樣品在試驗和搬運過程中的機械損傷
數據記錄:試驗數據需完整記錄,包括環境參數變化及電性能數據


