可靠性测试标准

Q/GSXH.Q.质量管理体系第三层次文件 1004.03-2001 可靠性试验规范拟制： 审核： 批准： 海锝电子科技有限公司 版次：C版可靠性试验规范1. 主题内容和适用范围本档规定了可靠性试验所遵循的原则，规定了可靠性试验项目，条件和判据。2. 可靠性试验规定2.1 根据IEC国际标准，国家标准及美国军用标准，目前设立了14个试验项目（见后目录。2.2 根据本公司成品标准要求，用户要求，质量提高要求及新产品研制、工艺改进等加以全部或部分采用上述试验项目。2.3 常规产品规定每季度做一次周期试验，试验条件及判据采用或等效采用产品标准；新产品、新工艺、用户特殊要求产品等按计划进行。2.4 采用LTPD的抽样方法，在第一次试验不合格时，可采用追加样品抽样方法或采用筛选方法重新抽样，但无论何种方法只能重新抽样或追加一次。2.5 若LTPD=10，则抽22只，0收1退，追加抽样为38只，1收2退。抽样必须在OQC检验合格成品中抽取。3可靠性试验判定标准。（各电气性能的测试条件， 参照器件各自的说明书所载内容）项 目规 格漏电流（IR， IRM等）小于试验前该项值的100倍，也小于每种器件说明书上所载明的上限值的2倍正向压降（VF，VFM等）不超过器件说明书上该值的110外观无异常，标记清晰可读环境条件(1)标准状态标准状态是指预处理, 后续处理及试验中的环境条件。论述如下:环境温度: 1535相对湿度: 4575%(2)判定状态判定状态是指初测及终测时的环境条件。论述如下:环境温度: 253相对湿度: 4575%4试验项目。目 录4.1 高温反向偏压试验-第4页4.2 压力蒸煮试验-第6页4.3 正向工作寿命试验-第7页4.4 高温储存试验-第8页4.5 低温储存试验-第9页4.6 温度循环试验-第10页4.7 温度冲击试验-第11页4.8 耐焊接热试验-第12页4.9 可焊性度试验-第13页4.10 拉力试验-第14页4.11 弯曲试验-第15页4.12 稳态湿热试验-第16页4.13 变温变湿试验-第17页4.14 正向冲击电流(浪涌电流)试验 -第18页4.1 高温反向偏压试验High Temperature Reverse Bias Test一、工作原理: 整流二极管在高温下加上反向偏压是一种严酷的工作方式，由于高温下漏电流增加，在温度和电场的作用下，质量差的器件就会失效，用这种方法可以判断生产批的质量好坏。工作原理图如下: 22PCSPIV+ 二、主要用途: 用来检验整流二极管的高温性能好坏及可靠性水平。三、试验仪器:PFD - 型高温反偏试验台(直流):环境箱、控制系统箱、控制电源箱、老化电源箱、检查箱、控制板、烘箱、老化板。四、操作规范:要严格按照PFD - 型高温反偏试验台“技术说明书”操作顺序操作。五、试验条件及判据:试验条件，适用范围判据1. TA = 125，VR = 50 80%PIV，22只，241000H , IR 2倍规范值(在相应PIV值测),VF1.1倍规范值，根据国家标准和MIL-STD- 750D(1995)标准制定，根据用户要求选用VR，适合于所有品种, 样品恢复到室温后, 24小时内测完。 ACC REJ 0 1 2. TA = 150, VR=100%PIV, 22PCS, 1000H, IR 2倍规范值(在相应PIV值测), VF1.1倍规范值，根据SONY标准制定， 样品在常温、常湿环境中放置2H后进行测试。 0 1六、注意事项:安装样品前可用TVR6000综测仪测试，也可用生产在线仪器测试;此试验温度高，时间长，要注意试验仪器的安全性;注意电压不能超过规范值;要经常注意接触是否可靠(整流二极管与插座);试验前后的参数和特性要详细记录。4.2 压力蒸煮试验Preasure Cooker Test一、工作原理:将被试元器件放入密封高压釜中，釜中加入几个大气压的蒸汽强迫湿气进入元器件的封装层中，以此来评价元器件的防潮性能，使用这种方法与恒温、恒湿试样方法相比较，能在短得的多的时间内对元器件性能作出评价，使元器件的防潮性能在研制阶段便可清楚。二、主要用途:采用加速方式来检验器件耐湿、耐热的能力及可靠性水平。三、试验仪器:HA - 24D高温蒸煮试验台 (121、0.215Mpa)、TVR6000综测仪四、操作规范:严格按HA - 24D高压蒸着试验台技术说明书操作顺序操作五、试验条件及判据:试验条件判据1. T = 121， P = 0.215MPa，4H，22PCS(根据MS公司要求制定), 样品放置在150的烘箱中2小时，然后放置在常温、常湿的环境中2H后测试。 ACC REJ 0 12. T = 121，P = 0.215MPa, 96H, 22PCS(根据SONY标准制定)，试验结束后，取出组件，放置在150的烘箱中2小时，然后放置在常温、常湿的环境中2H后测试。0 1 六、注意事项:每次做试验合上槽盖以前(特别是在循环做试验情况下)，务必检查槽内水量;务必保持槽内清洁，经常去除槽内污物;此试验台时间设定较短，务必注意时间的再设定。4.3 正向工作寿命试验Forward Ope. Life Test一、工作原理 二极管在正向平均电流和TA=255的条件下工作，在规定的时间内做稳态寿命试验。二、主要用途:为了确定器件在承受规定的条件下是否符合规定的批允许不合格率。三、试验仪器:直流稳压电源 : 型号为:WYJ - 0 - 30V22位试验板(带保险丝)，在试验板上安装器件时，安装点应离管体至少距9.5mm处,，要注意极性。四、操作规范:1、把待做试验的样品(一般22PCS)，接在试验板上，要注意极性是否正确;2、在室温条件下工作721000H，然后切断电源，在试验过程中要随时记录温度。3、在试验结束后把材料放在常温常湿的环境中2H后测试材料。五、试验条件及判据: 一般按用户要求进行，在做是否符合规定的批允许不合格率时，试验时间为721000H。22PCS样品，0收1退。六、注意事项:1、要经常注意电流和电压稳定性，有偏离时及时调整;2、每隔2H检查一次。4.4 高温储存试验High Temperature Storage Life一、工作原理:整流二极管长时间高温储存，可通过热应力加快管体的化学、物理反应，使潜在的失效因素提早暴露，从而达到可靠性试验目的。二、主要用途:可靠性试验摸底，工艺试验。三、试验仪器:高温储存箱(3.5KW 0 300 温度可设定) TVR6000综测仪四、操作规范:把要做试验的样管用TVR6000综测仪或生产在线测试仪进行测试，并逐只记录;把样管放在规定温度的高温储存箱内;经过规定时间的烘烤;把样管取出储存箱，冷却至常温，进行参数测试、记录和数据分析处理。五、试验条件及判据:试验条件判据1.一般试用时T = 150，1000H， 22pcs 每隔规定时间测一次(最多十天)。ACC REJ0 12. 作失效率分析时 T150，1000H，200pcs 六、注意事项:取放样品要戴手套，以防烫手，并注意储存箱门关紧;遇停电要在总储存时间中扣除。4.5 低温储存试验Low Temperature Storage Life Test一、工作原理： 整流二极管长时间处于低温状态，由于各种材料的收缩率各有不同而造成应力集中，使器件的参数发生变化。低温储存试验是考核器件承受低温而不改变其特性的能力。二、主要用途： 可靠性试验摸底，工艺试验。三、试验仪器： 冷槽(ZL半导体制冷槽)TVR6000综测仪四、操作规范：把要做试验的样管用TVR6000综测仪或生产在线的测试仪进行测试，并逐只记录；把样管放在规定温度的冷槽内；经过规定时间的冷却；把样管取出储存箱，恢复至常温，进行参数测试、记录和数据分析处理。五、试验条件及判据：试 验 条 件判 据T-55 1000H 22只ACC REJ0 1 六、注意事项：取放样管要戴手套，以防冻伤手，并注意储存箱门关紧；遇停电要在总储存时间中扣除4.6 温度循环试验Temperature Cycling Test一、工作原理:通过器件从二个不同温度的储存箱中交替存放一个很短的时间，考验器件对温度循环的承受能力，也可以考核器件内部不同材料热膨胀系数的匹配情况。二、主要用途:可靠性试验摸底，工艺试验。三、试验仪器:冷槽: - 55高温储存箱 :3.5KW 0 300 (温度可设定)四、操作规范;把要做试验的样管用TVR6000综测仪或生产线测试仪进行测试并逐只记录;把管子放在试验仪器中，重复下表所载温度循环10100次。次序温 度时 间(分)1 最高储存温度Tstgmax302 常 温10153 最低储存温度Tstgmin 30 4 常 温 1015五、试验条件及判据:最高储存温度必须在125以上；最低储存温度必须在55；判据样品22pcs时， 0收1退。六、注意事项:取放样品入高温箱要戴手套，以防烫手，并注意储存箱门关紧;操作的顺序应按先低温后高温顺序进行循环。4.7 温度冲击试验Thermal Shock一、目的本试验目的是为了确定器件经受突然暴露到剧烈变化的温度中的能力。二、试验仪器、器具、材料去离子水，烧杯，电炉，电冰箱三、操作规程1、用二只烧杯，均盛去离子水，一只放在冰箱中，使之变成冰水(温度为)，另一只用电炉煮沸，温度为 ;2、器件在低温中停留5分钟，从低温到高温的转移时间应小于10S，在高温中停留5分钟，应进行5100个完整的循环。四、试验条件及判据:试验样品随机抽样22只，0收1退。五、注意事项在试验前要测试参数，在试验后要进行参数测试及观察外观，特别是引线和本体间有否裂缝。4.8 耐焊接热试验Resistance to Soldering Heat Test一、目的: 检验器件在高温浸锡条件下的电性耐受性能。二、使用设备: 焊锡炉，TVR6000综测仪 三、试验条件： 、浸锡温度2601 、浸锡时间101SEC四、试验方法： 轴向封装器件： 器件轴向固定于专用夹具上，垂直插入锡槽，锡液面距下本体面1mm，保持10SEC后迅速取出。 SMA封装器件： 把器件一只引脚拉成与本体上、下面平行，把此引脚垂直插入锡槽，本体下端面距锡液面1mm保持10SEC迅速取出。五、判据：抽22只，0收1退。4.9 可焊性度试验 Solderability一、目的本试验的目的是为了确定器件的可焊性。二、试验器具:焊锡炉，酒精松香溶液，测量显微镜。三、操作规程:1 将焊锡炉升温，并恒温在2355;2 用镊子夹住测量一端引线，另一端浸入酒精松香溶液中，浸至引线与胶体相接处为止，浸泡3秒钟后取出;3 将浸泡过焊油的引线以每秒1cm的速度浸入焊锡槽中，至引线与胶体相连处为止;4 3秒钟后，以每秒1cm之速度垂直取出。四、判据 用酒精将管子清洗干净后，以目视进行检验胶体与引线交接处1.27mm以外面积需有95%以上附有焊锡为合格，针孔面积3%;抽样22只，0收1退。五、注意事项:用测量显微镜可定量测定可焊区的面积。4.10 拉力试验Pull Test一、用途:本试验目的是为了检验器件引线焊接和密封经受直线拉力的能力。二、试验器具:拉力计、LTZ - 20型管型测力计三、操作规程:1、应给每一引线或端点无冲击地加上规定的重量。器件的管壳应保持在固定的位置上;2、当试验轴向引线器件时，引线一端固定在LTZ - 20型管型测力计上，另一端在引线方向上,加上表1所载拉力101秒。四、失效判据:在撤去拉力后，用20倍实体显微镜检查，引线端和管体之间出现的任何破裂的痕迹 (弯月形除外)、松动或者相对移动都应当被认为是器件失效。抽样22只，0收1退。五、注意事项:施力要在轴线方向，从测力计上读出拉力数值;表1标称截面积(mm2)标称线径(mm)(截面为圆形)拉伸力(牛顿)砝码(公斤) 0.05以下 0.25以下 1.0牛顿(0.1公斤) 0.05 0.050.07以下 0.250.3以下 2.5牛顿(0.25公斤) 0.125 0.070.2以下 0.30.5以下 5.0牛顿(0.5公斤) 0.25 0.20.5以下 0.50.8以下 10.0牛顿(1.0公斤) 0.5 0.51.2以下 0.81.25以下 20.0牛顿(2.0公斤) 1.0 1.2以上 1.25以上 40.0牛顿(4.0公斤) 2.04.11弯曲试验Bend Test一、用途:进行本试验是为了检验器件的引线的抗疲劳特性。二、试验器具:砝码,夹具 三、操作规程:1、用一个夹具把器件的一端固定住;2、在器件基准轴的垂直方向上，在端子最前端吊挂表1“砝码”栏所示的砝码，使本体在23秒内相对端子发生90弯曲，尔后，用相同的速度使引线（本体）还原。然后在端子刚才吊挂砝码的反方向，重复上述试验一次。四、失效判据:应力消除后用20倍实体显微镜检查时若发现有断裂的痕迹，再稍在同位置加力，若断裂，则认为是失效。抽样22pcs，0收1退。 五、注意事项：力要施在器件基准轴的垂直方向上。 表 1标称截面积(mm2)标称线径(mm)(截面为圆形)拉伸力(牛顿)砝码(公斤)0.05以下0.25以下1.0牛顿(0.1公斤)0.050.050.07以下0.250.3以下2.5牛顿(0.25公斤)0.1250.070.2以下0.30.5以下5.0牛顿(0.5公斤) 0.250.20.5以下0.50.8以下10.0牛顿(1.0公斤)0.50.51.2以下0.81.25以下20.0牛顿(2.0公斤)1.01.2以上1.25以上40.0牛顿(4.0公斤)2.04.12稳态湿热试验Damp heat, steady-state一、工作原理： 本试验主要考核器件密封性能，器件在高温高湿情况下，封装结构的材料缺陷处部分潮气和杂质会侵入，从而影响器件的电性和结构性能。二、主要用途： 采用加速方式来检验器件耐温耐湿的能力，此方法与器件实际工作环境比较相近。三、试验仪器： LHL-213 恒温恒湿箱QT-2 图示仪, TVR6000综测仪四、操作规范：1)打开电源开关;2)根据试验要求设定程序运行的状态: MODEL1: STEP1: 温度设定值 湿度设定值 1000h3)启动状态;4) 1000h后关闭仪器，取出材料；5)常温下放置12h后，48h之内测试。五、试验条件及判据：试 验 条 件判 据1) TA=653,RH=953%或TA=853,RH=855%2) 试验时间 168h ,1000h ACC REJ0 1 4.13 变温变湿试验Damp heat, Cyclic.一、工作原理： 器件在变温变湿的条件下，除了湿气和杂质会从封装缺陷处侵入器件外,还由于湿度的变化会在热膨胀不匹配处出现新的缺陷,而让湿气及杂质进一步侵入器件, 导致电性退化和结构缺陷产生。本试验主要考核在变温变湿条件下，器件防止湿气及杂质侵入芯片损坏器件的能力。二、主要用途： 采用加速方式来检验器件耐变温、耐湿的能力。三、试验仪器： LHL-213 恒温恒湿箱QT-2 图示仪, TVR6000综测仪四、操作规范：1)打开电源开关;2)根据试验要求设定程序运行的状态: MODEL1: STEP1: 25 4 h STEP2: 65 4h step P2 MODEL2: STEP1: 25 4 h STEP2: 65 4h step P1 RH根据要求设定；3)启动状态;4)160hrs、即10cycles后关闭仪器，取出材料；5)常温下放置12h后，48h之内测试。五、试验条件及判据：试 验 条 件判 据1) TA=2565,RH=8098%2) TA=25 65 25 08hTA=25 65 25 816h3) 循环次数: 10次 ACC REJ0 14.14 正向冲击电流(浪涌电流)试验Forward Surge Test一、 目的：检验器件经正向大电流冲击而不失效的能力。二、 试验设备：浪涌电流测试仪（102000A）三、 操作规程：1. 整流二极管1.1 把被检测样品按二极管的极性正确地在夹具上固定好。1.2 测试台的黑色多路开关打在“0”位，切记不能打在“14”档的任何一档。2. 整流桥堆2.1 把被测样品整流桥堆放在夹具上夹好。2.2 把多路黑色开关打向“14”任何一档，切记不能打在“0”档。3. 把充电/浪涌开关打在浪涌位置，浪涌/浪涌+反压大在浪涌位置，反向电压调节旋钮反时针调到零。4. 启动电源，此时，IFSM、VFM、浪涌次数、10个数码管显示全为零，10ms指示灯亮。5. 按一下薄膜面板上的SET键，此时，IFSM4个数码管闪烁，此时您可根据要求设置浪涌电流值了，设置数09自左向右切换，F1为10ms，F2为8.3ms，如有误操作可用Del键修改，当数值确定后，按ENT键确定，IFSM显示设置的浪涌电流值。注意：1. 在设置电流值时，最右边一位数码只有0、5有效，最左边一位数码管只有0、1、2有效，其余数不认。2. 当设置错误时按ENT键无效、IFSM数码管闪烁。3. 只有在充电/浪涌开关打在浪涌时才可以设置，在充电时设置无效。6. 把充电/浪涌开关打向充电，样品测试台中大接触器吸合，充电电瓶表指示、当指示到40V左右时，充电指示发光管（绿色）闪烁，此时就可以进行浪涌试验了，注意当充电电瓶未达到40V，绿色二极管不闪烁或不亮时不允许把浪涌/充电开关打向浪涌。7. 把充电/浪涌开关打向浪涌，此时，IFSM、VFM显示的数值即为流经