加速寿命试验
加速寿命试验
随着电子元器件可靠性水平的不断提高,采用常规的正常应力下的长期寿命试验实 在太耗费人力、物力和时间了,有时甚至是不可能的。人们经过长期的实践,提出一种加 速试验的方法来解决这一矛盾。
所谓加速寿命试验就是用加大应力的方法促使样品在短时期内失效,从而预测电子 产品在正常储存条件或工作条件下的可靠性。例如将器件置于比较髙的热、电等应力条 件下使之加速失效,并从中求出加速系数。这样就可以在较短时间内通过少量样品的髙 应力试验,推算出产品在正常应力下的可靠性水平,以供用户设计时参考,或作为工艺对 比及合理制定工艺筛选条件和例行试验规范的依据。同时,结合失效分析,还可以随时了 解造成产品不可靠的主要因素(主要失效模式和失效机理),并迅速反馈到有关设计或制 造部门加以改进及纠正。因此,加速寿命试验不仅节省了人力、物力和时间,并且结合失 效分析技术已发展成为控制、提髙半导体器件等电子元器件可靠性的一种行之有效的好 办法,所以国内外普遍采用。
加速寿命试验所加的应力有温度、功率、电压、电流或者振动、冲击、离心加速度等应 力,常用的试验方法有高温储存、高温工作、超功率工作、卨温髙湿储存、高温反偏等加速 试验。其中,高温储存加速试验较容易成功,加电功率的加速寿命试验比较困难。
从施加应力方式的不同又可将加速寿命试验的应力分为恒定应力、步进应力和续进 应力3种。将样品分成几组,每组固定一个保持不变的应力(其水平高于正常条件)的试 验称为恒定应力加速寿命试验;随时间分阶段逐步增强的试验称为步进应力加速寿命试 验;随时间等速连续增强应力的试验称为续进应力加速寿命试验。两者比较起来,恒定应力加速寿命试验造成失效的因 素较单一,准确度较高,试验较容易取得成功?,但试验周期比较长。
加速试验的主要缺点是产品在高应力下的退化方式可能与正常应力水平下的不同。 理想的情况应该是高应力水平作用下的器件退化方式与正常应力水平下的应仍然相同, 惟一不同的只是时间加速了。也就是说:一小时高应力水平的试验能产生/小时正常应力 水平式验完全一样的效果。如果确定是这样,可以说达到“真实”加速了。事实上,真实加 速是不能得到的。尽管如此,其试验结果仍然有很大的参考价值。加速寿命试验的优点 是可以缩短试验周期,节省样品和费用,缺点是预测的准确度较低。