電子產品可靠性與環境試驗
１引言
近幾年來，半導體技術的迅猛發展，對元器件可靠性技術帶來新的挑戰：電性能的不可測性、環境與機械試驗的不可模擬性、傳統試驗方法的不適應性等，從而引出了新的可靠性技術研究課題。快速溫變試驗箱研究國外新的可靠性試驗與評價技術的發展趨勢，并針對部分典型的、常用的和新型的**電子元器件的可靠性試驗進行了分析和評價。

２國外**電子元器件可靠性技術的
研究現狀
目前國外**電子元器件可靠性技術發展的現狀是，可靠性與電子設計相結合。現代可靠性設計的重點是將器件的失效物理與電路設計緊密地聯系在一起，使可靠性不是一個在*后階段才添加上去的附屬品，而是組成完整電路與設備不可缺少的部分。另外，各種可靠性試驗、快速溫變試驗箱保證與評價技術不斷地發展；同時，也開發出許多新的失效分析技術和方法。

２．１新器件的可靠性試驗與評價

**電子元器件的可靠性試驗標準一般都采用美軍標ＭＩＬ－ＳＴＤ－８８３。它對**Ｂ級（**級）和Ｓ級（宇航級）產品的試驗方法、工藝控制和篩選程序都有相關的要求。但有些傳統的試驗方法已經不能適應新器件、新技術的要求。２．１．１ＰＥＭ試驗和長期貯存可靠性評價
在所有的ＩＣ產品中，９８％是ＰＥＭ。它具有單件成本低、尺寸小和重量輕以及可以大量生產等優點。快速溫變試驗箱隨著其應用范圍的擴大和用量的增長，其可靠性也得到了提高，而且是在過去的１０年里，在所有類型的元器件中，可靠性水平提高*快的一種；并不斷地擴展到航空、汽車和其它長壽命設備等**裝備與系統中。

ａ）ＰＥＭ的環境試驗
目前國外的做法是，采用下列一些新的和較為常用的環境試驗方法，用于評價ＰＥＭ的耐環境條件特性：溫度評價、快速溫變試驗箱溫度循環和熱沖擊、穩定性焙烤、高加速應力試驗、鹽霧試驗、老煉、耐潮性試驗／潮氣引起的應力敏感度試驗、高壓鍋試驗。
ｂ）ＰＥＭ的低溫分層實驗
ＰＥＭ在低溫下使用會使材料變得很脆弱，就將帶來一些新的可靠性問題，其中，塑料外殼的分層和開裂就是*重要的問題之一。
國外進行了如下實驗：采用不同的封裝尺寸、基片尺寸、模壓材料和環境應力，確定它們對ＰＥＭ經過高（６０℃）、低溫熱循環后產生分層及其開裂量的影響。
實驗結果表明，基片一封裝材料界面處的分層會嚴重地影響ＰＥＭ的可靠性。它會因球焊或楔形焊的切斷而引起直接或間歇的電失效，或形成滲透通路和出現集聚水分和離子沾污物的區域，快速溫變試驗箱增加器件腐蝕失效的可能性，從而危及其長期可靠性；另外，分層可能造成分離的塑料與基片表面產生相對的位移，從而損壞鈍化層和金屬化層。
ｃ）航空電子設備用ＰＥＭ的鑒定試驗
封裝鑒定試驗：高加速應力試驗（ＨＡＳＴ）和溫度循環試驗（ＴＣ）是ＰＥＭ器件可靠性評價的重要手段之一。加速試驗的優點是，器件一旦接受評價就可收集到現場工作的失效數據。

ＨＡＳＴ的５％和ＴＣ的８％的失效表明，鑒定試驗是有效的鑒別手段。可以把它用于器件和制造廠的選擇過程中，以確定ＰＥＭ的可靠性。
ｄ）ＰＥＭ長期貯存的可靠性評價
為了弄清ＰＥＭ的長期貯存可靠性，快速溫變試驗箱美國實施了３個研究項目，尤其是對如下兩種貯存方式進行了重點的研究：作為獨立器件貯存；安裝在ＰＣＢ上，插入到系統中并運送到使用現場，但永不使用，也不在短期內回收。
研究表明，貯存于非通電條件下至少１０年的ＰＥＭ及其組件所發生的失效數極少；多數貯存條件對ＰＥＭ可靠性的影響很小，快速溫變試驗箱但對ＰＣＢ的影響較大。即ＰＥＭ在長期貯存條件下不會因腐蝕而出現明顯的退化，但在貯存的組件中觀察到ＰＣＢ上的一些線條受到腐蝕而失效。

存在差異，對于有類似失效機理的器件，還是可

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以制定出用于評價鑒定和可靠性評估的類似通用

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方法。

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美國桑迪亞國家實驗室被公認為是這一新興

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技術領域的先驅，它開發的獨特技術可把復雜的

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機械系統和電子產品集成在一塊芯片上。桑迪亞

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對

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ＭＥＭＳ

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的興趣主要源于其在武器系統上的應用

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潛力，目前正在確定

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ＭＥＭＳ

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的可靠性。