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剖析:光模塊可靠性試驗之快速溫變試驗箱

作(zuò)者: salmon範 編輯(jí): 草莓视频网站儀器 來源: www.tuyatang.com 發(fā)布日期: 2019.07.11
    現階段不同的標準對(duì)於快速溫變試驗箱有各自的名稱,導致溫變試驗箱的名稱混亂,在可靠性試驗交流中經常因為各自參考的標(biāo)準不一樣導致誤解。因此結合光模塊(kuài)的可靠性試驗對快速溫變試(shì)驗進行區分。
    溫度變化分為兩種,一種是(shì)自然環境下的溫度變化,一種是人為引起的溫度變化。種溫度變化相對緩慢(màn),第二種溫度變化速率各種情況都有,一般特指(zhǐ)溫變率比較快的情況。
    因為光模塊的溫變試驗根據溫度變化率(lǜ)的不同導致有不(bú)同的試(shì)驗目的,根據溫變(biàn)率的(de)不同可以分為以下幾種試驗(yàn):溫度循環,溫度衝擊,熱衝擊。

剖析:光模(mó)塊可靠性(xìng)試驗之快速溫變試驗箱

    一、試驗目的

     溫度循(xún)環試驗箱的目的是驗證產品在高低溫交替變化(huà)下受到的影響。
     溫度衝擊試驗(yàn)箱的(de)目(mù)的(de)是驗證產品經受周(zhōu)圍大氣溫度的突然變化時的物理或性能的變(biàn)化。
    熱衝擊試(shì)驗箱的目的是驗證產品在突然遭受到極端溫度劇烈變化時的抵抗力和產生的影響。
    這三個試驗的區分點就是溫變率,“突然變化”和“劇(jù)烈變化”。
    突然變化定義(yì)為“一分鍾內大(dà)於等於10°的空氣溫度變化(huà)”;
    劇烈變化(huà)定義為(wéi)“環境溫度在10秒內完成兩個極端溫(wēn)度的轉換”。

    二、試驗用途

    溫度循環用於篩選剔(tī)除產品(pǐn)的早期失效,也可用於(yú)釋放產品組裝中的應(yīng)力。主要用於產品量產階段。
    溫度衝擊用於激發(fā)產品中潛在故(gù)障的(de)工具,暴露產品的設計缺陷和工(gōng)藝缺(quē)陷。主要用於研發階段。
    熱衝擊用於利用超快(kuài)速的溫度變化用於機械完整性驗證。主要(yào)用於研發階段。

    三、其他

    這三(sān)個溫度變化試驗在光(guāng)模塊的整個生命周期過程中(zhōng)都會用(yòng)到。據國外相關機構的收集的數據分析,對電子產品的(de)篩選效果好的單應力是溫(wēn)度循環。在(zài)光模塊的設(shè)計生產中,一個是批量產品的老化階段,可以利用溫度循環和高溫加電兩個試驗進行(háng)產品的篩選。先利用溫度循環進行應(yīng)力釋放和工藝缺陷篩選(xuǎn),然後利用高溫加電進行早期失效(xiào)的篩選;二是將溫度循環和帶電連接起來對(duì)產(chǎn)品進行仿真自然環境下產品的(de)工作情況,在這(zhè)個試驗前需要對產品進行一定的預處理,產品工作情況需(xū)要進行監控,可以暴露一些可靠性試驗中無法暴露的缺陷;三是將溫度(dù)循環(huán)和帶電連接起來作為(wéi)可靠性項目(mù)發現產品缺陷。後麵兩種情況的溫變率一般比種情況設置的低一些。

光模塊可靠性試驗之快速溫變試驗箱

    溫度衝(chōng)擊試驗的溫(wēn)變率較高,且溫變率範(fàn)圍跨度(dù)太大,一般25C/min以下采用機械製冷方式,當大於這個溫變率一般建議采用液氮來輔(fǔ)助製冷。對(duì)於光模塊的溫度衝擊可靠性試驗,也是GR468說的(de)溫度循環試驗,該試驗原始(shǐ)標準出處要求是環境溫度需要在1分鍾內轉換,一般采用多箱(xiāng)試(shì)驗箱(xiāng),可以快速實現高低溫(wēn)環境的轉換,但是產品的溫度要達到環境溫度需要一定的時間,並且這種可控的溫度變化使產品的溫變過程中在會產(chǎn)生(shēng)局(jú)部的熱不平衡,導致互連失(shī)效(xiào),對於焊接,膠粘或機械(xiè)連接都有很(hěn)好(hǎo)的驗證效果(guǒ)。
    熱衝擊(jī)試驗一般不是采用空氣作為溫變媒介,初期采用水作為溫變媒介時,要求試驗必須是密封的產品,後續由科技的發展,新的溫變媒介的出現(xiàn),對於常規產品可以進行該項試驗,該項試驗一般要考慮清潔步驟,防止溫變媒介帶來的性能誤(wù)差。這個試驗與多箱體的溫(wēn)度衝擊試驗比較像,但是樣品在不同環境中的轉(zhuǎn)換時間更快,並且由於溫變媒介一般采用的時液體,樣品迅速(sù)浸(jìn)沒後其本體溫度也會迅(xùn)速達到環境溫度,溫度轉換時間(jiān)非常快。因此這個試驗已經脫離的氣候環境試驗的範疇,一般是(shì)作為機械完整性(xìng)試驗的一種,驗證產品結構完整性。
現階段有一個試驗結(jié)合了上述三個試驗的特點,就是HALT試驗:產品上電,利用液氮來實現低溫環境溫(wēn)度的快速實現(高溫實現較簡單),溫變率一般是60C/min,產品本體溫度可(kě)以迅速達到環境溫度,並且結合振動試驗,快速的(de)對(duì)產品的設計、工藝和產品完整性進行驗證。這個試驗在前期也講過,沒有通過的(de)概念,本質是加速暴露薄弱點或者材(cái)料缺陷,可以針對性的加強。
     快速溫變(biàn)試驗箱還需要注意(yì)一個要(yào)點,這些實驗本質都不(bú)是進行產(chǎn)品耐高溫或低溫的試驗項目(mù),都是利(lì)用溫變(biàn)的特點來進行(háng)產品的驗證。所(suǒ)以產品在極限溫度條(tiáo)件(jiàn)的保持時間一般不需要(yào)太長,需(xū)要產品整體都達到環(huán)境溫度,保證(zhèng)溫變的起(qǐ)點溫度(dù),一般15分鍾(具體可以根據(jù)實驗過程監控來定義(yì)),而不是簡單粗暴的(de)規定的越長越好,畢竟溫變試(shì)驗的成本比單純的高(gāo)溫,低溫試驗要高的(de)多,耐高溫或低溫(wēn)可以利用這兩個項目(mù)來執行即可。
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