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什么是電子產品老化測試?
什么是電子產品老化測試?
一旦您計劃生產任何新板,您很可能會為您的新產品計劃一系列測試。這些測試通常側重于功能性,對于高速/高頻板,還側重于信號/電源完整性。但是,您可能打算讓您的產品在極端時間內運行,并且您需要一些數據來可靠地為產品的使用壽命設置下限。
除了在線測試、功能測試和可能的機械測試之外,組件和電路板本身也可以從老化測試中受益。如果您計劃大規模生產,最好在增加到大批量之前執行此操作。
什么是老化測試?
在老化測試期間,特殊老化板上的組件會承受等于或高于其額定工作條件的壓力,以消除在其額定壽命之前過早失效的任何組件。這些操作條件可以包括溫度、電壓/電流、操作頻率或任何其他被指定為上限的操作條件。這些類型的壓力測試有時被稱為加速壽命測試(HALT/HASS 的一個子集),因為它們模擬組件在極端條件下長時間運行。
這些可靠性測試的目標是收集足夠的數據以形成浴盆曲線(示例如下所示)。不幸命名的“嬰兒死亡率”部分包括由于制造缺陷導致的早期組件故障。這些測試通常在 125 °C 下進行。
浴缸曲線顯示產品可靠性
可以使用原型板在 125 °C 或高于預期基板材料的玻璃化轉變溫度下進行老化測試和環境壓力測試。這將提供有關電路板機械應力故障的一些極端數據以及有關組件故障的數據。老化測試包括兩種不同類型的測試:
靜態測試
靜態老化涉及簡單地向每個組件施加極端溫度和/或電壓,而不施加輸入信號。這是一個簡單、低成本、加速的壽命測試。探頭只需進入環境室,環境室升溫,設備升溫至所需的施加電壓。這種類型的測試最適合用作模擬極端溫度下存儲的熱測試。在測試期間施加靜態電壓不會激活設備中的所有節點,因此它無法全面了解組件的可靠性。
動態測試
這種類型的測試涉及在老化板暴露在極端溫度和電壓下時向每個組件施加輸入信號。這提供了更全面的組件可靠性視圖,因為可以評估 IC 中的內部電路的可靠性??梢栽趧討B測試期間監控輸出,從而準確了解電路板上的哪些點最容易發生故障。
任何導致故障的老化測試都需要進行徹底檢查。在原型板的壓力測試中尤其如此。這些測試在時間和材料方面可能既耗時又昂貴,但它們對于最大限度地延長產品的使用壽命和驗證您的設計選擇至關重要。這些測試遠遠超出了在線測試和功能測試,因為它們將新產品推向了臨界點。
板級與組件級可靠性測試
老化測試并不特指原型板的壓力測試——這通常被命名為 HALT/HASS。老化測試以及其他環境/壓力測試可以揭示板級和組件級故障。這些測試可以準確地在規范或高于指定的操作條件下進行。
一些電路板設計人員可能不愿接受超出組件規格或超出電路板/組件預期工作條件的老化測試和其他壓力測試的結果。這背后的邏輯是,板子和/或組件在其預期環境中部署時永遠不會看到此類操作條件,因此測試結果一定無效。這通常忽略了超出規格的老化測試和壓力測試的要點。
板級壓力測試可以在您的下一個設計中防止這種類型的災難。
運行這些超出規格的測試可以定位更多的故障點。連續運行多個測試可以讓您了解這些故障點是如何隨著時間的推移而出現的,從而更好地了解可靠性。超出規格運行只會為您的產品壽命提供更大的加速,并讓您更深入地了解浴缸曲線。
如果您可以解決在超規格測試期間發現的任何故障點,您就可以顯著延長成品板的使用壽命。如果您可以在您的設計軟件中訪問供應鏈數據,您可以輕松地更換具有更長額定壽命的合適替代品的組件。所有這些步驟對延長成品的使用壽命大有幫助。