光電子器件環(huán)境可靠性試驗方法
作者:
salmon范
編輯:
瑞凱儀器
來源:
litaoweb.cn
發(fā)布日期: 2021.07.31
如今,通信設(shè)備的制造廠商,對光電子器件的可靠性要求越來越高,光電子器件和通信設(shè)備的制造廠商之間沒有專門的、統(tǒng)一的光電子器件可靠性試驗方法標(biāo)準(zhǔn),以至于很難進(jìn)行有效的溝通,影響產(chǎn)品可靠性的提高。而電子器件可靠性評估是指對電子器件產(chǎn)品、半成品或模擬樣片(各種測試結(jié)構(gòu)圖形),通過各種可靠性評價方法,如可靠性試驗、加速壽命試驗和快速評價技術(shù)等,并運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計工具和有關(guān)模擬仿真軟件來評定其壽命、失效率或可靠性質(zhì)量等級。下面,瑞凱儀器整理了光電子器件環(huán)境可靠性的試驗方法供給大家參考。
1、高溫貯存
1.1目的
確定光電子器件能否經(jīng)受高溫下的運(yùn)輸和貯存,以保證光電子器件經(jīng)受高溫后能在規(guī)定條件下正常工作。
1.2設(shè)備
試驗設(shè)備為能在規(guī)定溫度下進(jìn)行恒溫控制的高低溫試驗箱。
1.3
條件試驗條件如下:
貯存溫度:(85±2)℃或貯存溫度;
貯存時間:2000 h。
1.4 程序
按以下程序進(jìn)行試驗:
A)試驗前測試試樣的主要光電特性;
B)把試樣貯存在規(guī)定試驗條件的高低溫試驗箱中,在開始計時之前應(yīng)有足夠升溫時間,使所有試樣處在規(guī)定的溫度下,溫度傳感器應(yīng)位于工作區(qū)內(nèi)溫度的位置處;
C)在達(dá)到規(guī)定的試驗時間后,把試樣從試驗環(huán)境中移出,放置24 h,使之達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)測試條件,并對試樣光電特性進(jìn)行測試。
1.5檢測
在試驗完成后,應(yīng)在48h內(nèi)完成試樣的主要光電特性測試,并進(jìn)行目檢。當(dāng)有規(guī)定時,也可以在試驗過程中的某些時刻進(jìn)行測試。
1.6失效判據(jù)
完成試驗后,試樣出現(xiàn)5.2.1.6
A)、B)、C)中情況之一判為失效。
2、低溫貯存
2.1目的
確定光電子器件能否經(jīng)受低溫下運(yùn)輸和貯存,以保證光電子器件經(jīng)受低溫后能在規(guī)定條件下正常工作。
2.2設(shè)備
試驗設(shè)備如下:
能在規(guī)定溫度下進(jìn)行恒溫控制的高低溫試驗箱。
2.3 條件
試驗條件如下:
貯存溫度:(-40±2)℃或貯存溫度;
貯存時間:72 h。
2.4 程序
按以下程序進(jìn)行試驗:
a)試驗前測試試樣的主要光電特性;
b)把試樣貯存在規(guī)定試驗條件的高低溫試驗箱中,在開始計時之前應(yīng)有足夠降溫時間,使所有試樣處在規(guī)定的溫度下,溫度傳感器應(yīng)位于工作區(qū)內(nèi)溫度的位置處﹔
c)在達(dá)到規(guī)定的試驗時間后,把試樣從試驗環(huán)境中移出,放置24 h,使之達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)測試條件,并對試樣光電特性進(jìn)行測試。
2.5檢測
在試驗完成后,48 h內(nèi)完成試樣的主要光電特性測試,并進(jìn)行目檢。
2.6失效判據(jù)
完成試驗后,試樣出現(xiàn)5.2.1.6 A)、B)、C)中情況之一判為失效。
3、溫度循環(huán)
3.1目的
確定光電子器件承受高溫和低溫的能力,以及高溫和低溫交替變化對光電子器件的影響,保證光電子器件封裝內(nèi)部的光路長期機(jī)械穩(wěn)定性。
3.2設(shè)備
試驗設(shè)備如下:
能在加載負(fù)荷時,熱容量和空氣的流量以保證使工作區(qū)和試樣達(dá)到規(guī)定試驗條件的溫度循環(huán)試驗箱;
能用來連續(xù)監(jiān)視工作區(qū)溫度變化的溫度指示器或記錄儀。
3.3條件
試驗條件如下:
循環(huán)溫度:-40℃~+85℃;
高、低溫保持時間:15 min;
循環(huán)次數(shù):500次(非受控環(huán)境),或100次(受控環(huán)境);
升降溫速率:10℃/min。
3.4程序
按以下程序進(jìn)行試驗:
a)試驗前對試樣的主要光電特性進(jìn)行測試;
b)將試樣放置在試驗箱內(nèi),其位置不應(yīng)妨礙試樣周圍空氣的流動;
c)試樣在規(guī)定條件下連續(xù)完成規(guī)定的循環(huán)次數(shù),試驗曲線見圖3;
d)完成規(guī)定的循環(huán)后,把試樣從試驗箱移出放置24
h,使之達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)測試條件后進(jìn)行光電特性測試。
由于電源或設(shè)備故障原因,允許中斷試驗。如果中斷的循環(huán)次數(shù)超過規(guī)定循環(huán)的總次數(shù)的10%時,不管任何理由,試驗應(yīng)重新從頭開始進(jìn)行。
溫度循環(huán)試驗曲線
3.5檢測
完成試驗后,在不放大或放大不超過3倍情況下,對試樣的標(biāo)志進(jìn)行檢驗;在放大10倍~20倍情況下,對外殼引線或密封部位進(jìn)行檢驗;并對試樣主要光電特性進(jìn)行測試。
3.6失效判據(jù)
完成試驗后,試樣出現(xiàn)5.2.1.6 A)、B)、C)中情況之一判為失效。
4、恒定濕熱
4.1目的
本試驗的目的是測定光電子器件承受高溫和高濕的能力,以及高溫和高濕對器件的影響程度,保證光電子器件的長期可靠性。
4.2設(shè)備
試驗設(shè)備為在加載負(fù)荷時能為工作區(qū)提供和控制規(guī)定的溫度、濕度、熱容量和空氣流量的恒溫恒濕試驗箱。
4.3 條件
試驗條件如下:
溫度:+85 ℃;
濕度:85%RH;
保持時間:500 h(不加偏置)或1000 h(加偏置);
規(guī)定的偏置電壓或電流(適用時)。
4.4程序
按以下程序進(jìn)行試驗:
a)試驗前對試樣的主要光電特性進(jìn)行測試;
b)將試樣放進(jìn)試驗箱內(nèi),其擺放位置不應(yīng)妨礙試樣四周空氣的流動;c)試樣在規(guī)定條件下連續(xù)完成規(guī)定的試驗時間。
5.3.4.5 檢測
試樣完成試驗后,在室溫環(huán)境條件下放置24
h,然后對其主要光電特性進(jìn)行測試和目檢。測試應(yīng)和目檢。測試應(yīng)在移出試驗箱48h內(nèi)完成。
在不放大或放大不超過3倍情況下,對試樣的標(biāo)志進(jìn)行檢驗;
在放大10倍~20倍情況下,對外殼引線或密封部位進(jìn)行檢驗。
4.6失效判據(jù)
完成試驗后,試樣出現(xiàn)下列情況之一判為失效:
a)標(biāo)志全部或部分脫落、筐色和模糊;
b)封裝金屬零件的鍍層被腐蝕、起泡和明顯變色;
c)試樣基材或外包材(如封帽,引線,封套等)腐蝕面積超過5%,或貫穿性腐蝕;
d)引線損壞或部分分離;
e) 5.2.1.6 b)或c)中規(guī)定要求。
5、抗潮濕循環(huán)
5.1目的
采用溫度和濕度循環(huán)來提供一個凝露和干燥的交替過程,使腐蝕過程加速,并使密封不良的縫隙“呼吸”進(jìn)濕氣。即以加速方式評估光電子器件在高溫和高濕條件下,抗退化效應(yīng)的能力。
5.2設(shè)備
試驗設(shè)備:快速溫度變化試驗箱,它能滿足圖4所示的循環(huán)條件要求,以及按規(guī)定進(jìn)行測量的測試儀器。
5.3 條件
試驗條件如下:
循環(huán):按圖4進(jìn)行20次連續(xù)循環(huán)。當(dāng)有規(guī)定時,可進(jìn)行10次連續(xù)循環(huán);
偏置電壓:試樣按規(guī)定施加偏置電壓。當(dāng)有特殊規(guī)定時,也可不加偏置電壓。
5.4程序
按以下程序進(jìn)行試驗:
a)試驗前對試樣的主要光電特性進(jìn)行測試。
b)將試樣放置在試驗箱內(nèi),應(yīng)使其充分暴露在試驗環(huán)境中。按規(guī)定的條件對試樣進(jìn)行試驗。
c)完成規(guī)定的循環(huán)次數(shù)之前(不包括后一次循環(huán)),如發(fā)生了不多于1次的意外的中斷試驗(如電源中斷或設(shè)備故障),可重復(fù)一次循環(huán),試驗繼續(xù)進(jìn)行;若在后一次循環(huán)期間出現(xiàn)意外中斷,除要求重做該循環(huán)外,還要求再進(jìn)行一次無中斷的循環(huán);任何中斷時間超過24 h,都需要重新進(jìn)行試驗。在10次循環(huán)中,至少有5次進(jìn)行低溫子循環(huán)。在低溫子循環(huán)期間,試樣應(yīng)在—10℃和不控制濕度的條件下,至少保持3 h。
d)在低溫子循環(huán)后,將試樣恢復(fù)到25 ℃,相對濕度至少為80%,并一直保持到下一個循環(huán)的開始。
5.5檢測
試樣完成試驗后,在室溫環(huán)境條件下放置24 h,然后對其主要光電特性進(jìn)行測試。測試應(yīng)在移出試驗箱48 h內(nèi)完成。
在不放大或放大不超過3倍情況下,對試樣的標(biāo)志進(jìn)行檢驗;在放大10倍~20倍情況下,對外殼引線或密封部位進(jìn)行檢驗。
5.6 失效判據(jù)
完成試驗后,試樣出現(xiàn)5.3.4.6 A)、B)、C)、E)中情況之一判為失效。
6、高溫壽命
6.1目的
確定光電子器件高溫加速老化失效機(jī)理和工作壽命。
6.2設(shè)備
試驗設(shè)備如下:
能在規(guī)定溫度下進(jìn)行恒溫控制并帶有鼓風(fēng)的高溫烤箱;
使試樣引出端在規(guī)定電路中有可靠的電連接的插座;
安裝夾具;
加載驅(qū)動的電壓源和/或電流源。
6.3 條件
試驗條件如下:
試驗溫度:(85±2)℃(組件或模塊),或(70±2)℃(組件或模塊),或(175±2)℃(光電二極管);
工作偏置:正常工作偏置(不限于);
試驗時間:5 000 h(不限于)。
6.4 程序
按以下程序進(jìn)行試驗:
a)試驗前應(yīng)對試樣的主要光電特性進(jìn)行測試;
b)將試樣放進(jìn)高溫試驗箱內(nèi),并使試樣處于工作狀態(tài);
c)按照試驗條件開始試驗,記錄起始時間、試驗溫度和試樣數(shù)量;
d)使用監(jiān)視儀器,從試驗開始到結(jié)束監(jiān)視試驗溫度和工作偏置,以保證全部試樣按條件施加應(yīng)力;
e)在中間測試時將樣品從高溫試驗箱取出,測試完成后放回高溫試驗箱繼續(xù)進(jìn)行試驗。
6.5檢測
一般每168h在常溫下測試一次光電特性。在測試前應(yīng)先去掉偏置,然后冷卻到室溫后進(jìn)行測試。
6.6失效判據(jù)
完成試驗后,試樣出現(xiàn)下列情況之一判為失效:
a)標(biāo)志全部或部分脫落、褪色和模糊;
b) 5.2.1.6 B)或C)中規(guī)定要求。