温湿度失效分析.ppt

TEMPERATURE & HUMIDITYAND FAILURE ANALYSIS
BY
RE ENVIRONMENT TEAM
Feb 26, 2002
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CONTENTS
基本概念(温度,湿度)
温湿度引起的失效分析
温湿度筛选测试简介与分析
分系统热循环试验
避免元器件过热设计
环境测试中断处理
Summary
温度
溫度和熱是相當不同的概念。溫度通常是與組成物質內粒子之平均動能相關;而熱是由於二點間溫度差所造成一種能量的流動。
从某种意义上来说我们可以把温度定义为一种物体的性质,也就是我们对物质的冷热的感受程度。
湿空气干空气饱和湿空气
湿空气
含有水蒸气的空气
干空气
不含有水蒸气的空气
饱和湿空气
,除非提高温度,否则饱和湿空气中水蒸气的含量不会再增加
湿度
绝对湿度
每1m3的湿空气中所含有的水蒸气的质量
称为湿空气的绝对湿度
相对湿度
湿空气的绝对湿度ρv与同温度下饱和湿
空气的绝对湿度ρ”之比
Φ=ρv /ρ”=ρv /ρmax= Pv / Ps
温湿度引起的失效
环  境
主要效应
引起的主要失效
高温
热老化:
氧化
结构改变化学反应
软化、熔化和升华
降低粘性/蒸发
物理膨胀
绝缘失效: 电特性改变。
结构失效。润滑特性损失。
结构失效:机械应力增加;活动部件的磨损增加;
低温
粘性增加和固化
冰形成
碎裂
物理收缩
润滑特性损失。
电特性改变。
机械强度损失;裂纹,破裂
结构失效:活动部件磨损增加
温湿度引起的失效
高湿度
潮气吸收化学反应腐蚀电解
容器增大,破裂;物理分解;电强度损失;机械强度损失;功能干扰;电特性损失;绝缘体导通性增加。
低湿度
干燥碎裂表面粗糙
机械强度损失;结构瓦解;
电特性改变,“涂灰”(dusting)。
温度冲击
机械应力
结构瓦解或强度减弱:密封损坏。
温湿度引起的失效分析
元器件
出现的故障
可能的原因
半导体
封装破裂
EOS、过热
EOS损坏
使用时超过强度工作状态,潮湿或污染物侵入
机械性的破裂
塑料封装、金属引线或管芯过热而膨胀
器件内部连线断裂
EOS或热冲击
器件内部汽泡
芯片基底的结合失效,过热
金属导电部分损坏
ESD、腐蚀、EOS、温度
小丘形成
温度周期起伏
EOS :电气过载
Continued
温湿度引起的失效分析
电阻
表面导体断裂
机械或过热冲击
变值
过载应用,在潮湿和高温下工作
电容
电解电容中电解液泄漏
高温,封装缺陷
变值
由于高温或老化而导致电解质降级
电容体破裂
过热、EOS、电容体质量不好
线圈
开路故障
EOS,过热
印制电路板
变色
焊接时或由高温元器件传来的热量过大
脱层
焊接时或高温元器件辐射的热量过大
起泡
高温
温湿度筛选测试简介
高温老化测试
温度循环方法通过轮流向元器件施以低温和高温来检测其缺陷
高温储存可使元器件面临比老化测试更高的温度,且无需对元器件施加电源
高温时所作的寿命测试有助于评估元器件长期在高温下工作的后果
热冲击测试可评估元器件对极限温度和循环处于极限温度时的耐受力