光電子器件環境可靠性試驗方法
作者:
salmon范
編輯:
瑞凱儀器
來源:
m.lagrangecompost.com
發布日期: 2021.07.31
如今,通信設備的制造廠商,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備的制造廠商之間沒有專門的、統一的光電子器件可靠性試驗方法標準,以至于很難進行有效的溝通,影響產品可靠性的提高。而電子器件可靠性評估是指對電子器件產品、半成品或模擬樣片(各種測試結構圖形),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等,并運用數理統計工具和有關模擬仿真軟件來評定其壽命、失效率或可靠性質量等級。下面,瑞凱儀器整理了光電子器件環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受高溫下的運輸和貯存,以保證光電子器件經受高溫后能在規定條件下正常工作。
1.2設備
試驗設備為能在規定溫度下進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)把試樣貯存在規定試驗條件的高低溫試驗箱中,在開始計時之前應有足夠升溫時間,使所有試樣處在規定的溫度下,溫度傳感器應位于工作區內溫度的位置處;
C)在達到規定的試驗時間后,把試樣從試驗環境中移出,放置24 h,使之達到標準測試條件,并對試樣光電特性進行測試。
1.5檢測
在試驗完成后,應在48h內完成試樣的主要光電特性測試,并進行目檢。當有規定時,也可以在試驗過程中的某些時刻進行測試。
1.6失效判據
完成試驗后,試樣出現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受低溫下運輸和貯存,以保證光電子器件經受低溫后能在規定條件下正常工作。
2.2設備
試驗設備如下:
能在規定溫度下進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)把試樣貯存在規定試驗條件的高低溫試驗箱中,在開始計時之前應有足夠降溫時間,使所有試樣處在規定的溫度下,溫度傳感器應位于工作區內溫度的位置處﹔
c)在達到規定的試驗時間后,把試樣從試驗環境中移出,放置24 h,使之達到標準測試條件,并對試樣光電特性進行測試。
2.5檢測
在試驗完成后,48 h內完成試樣的主要光電特性測試,并進行目檢。
2.6失效判據
完成試驗后,試樣出現5.2.1.6 A)、B)、C)中情況之一判為失效。
3、溫度循環
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部的光路長期機械穩定性。
3.2設備
試驗設備如下:
能在加載負荷時,熱容量和空氣的流量以保證使工作區和試樣達到規定試驗條件的溫度循環試驗箱;
能用來連續監視工作區溫度變化的溫度指示器或記錄儀。
3.3條件
試驗條件如下:
循環溫度:-40℃~+85℃;
高、低溫保持時間:15 min;
循環次數:500次(非受控環境),或100次(受控環境);
升降溫速率:10℃/min。
3.4程序
按以下程序進行試驗:
a)試驗前對試樣的主要光電特性進行測試;
b)將試樣放置在試驗箱內,其位置不應妨礙試樣周圍空氣的流動;
c)試樣在規定條件下連續完成規定的循環次數,試驗曲線見圖3;
d)完成規定的循環后,把試樣從試驗箱移出放置24
h,使之達到標準測試條件后進行光電特性測試。
由于電源或設備故障原因,允許中斷試驗。如果中斷的循環次數超過規定循環的總次數的10%時,不管任何理由,試驗應重新從頭開始進行。
溫度循環試驗曲線
3.5檢測
完成試驗后,在不放大或放大不超過3倍情況下,對試樣的標志進行檢驗;在放大10倍~20倍情況下,對外殼引線或密封部位進行檢驗;并對試樣主要光電特性進行測試。
3.6失效判據
完成試驗后,試樣出現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設備
試驗設備為在加載負荷時能為工作區提供和控制規定的溫度、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);
規定的偏置電壓或電流(適用時)。
4.4程序
按以下程序進行試驗:
a)試驗前對試樣的主要光電特性進行測試;
b)將試樣放進試驗箱內,其擺放位置不應妨礙試樣四周空氣的流動;c)試樣在規定條件下連續完成規定的試驗時間。
5.3.4.5 檢測
試樣完成試驗后,在室溫環境條件下放置24
h,然后對其主要光電特性進行測試和目檢。測試應和目檢。測試應在移出試驗箱48h內完成。
在不放大或放大不超過3倍情況下,對試樣的標志進行檢驗;
在放大10倍~20倍情況下,對外殼引線或密封部位進行檢驗。
4.6失效判據
完成試驗后,試樣出現下列情況之一判為失效:
a)標志全部或部分脫落、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)中規定要求。
5、抗潮濕循環
5.1目的
采用溫度和濕度循環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,抗退化效應的能力。
5.2設備
試驗設備:快速溫度變化試驗箱,它能滿足圖4所示的循環條件要求,以及按規定進行測量的測試儀器。
5.3 條件
試驗條件如下:
循環:按圖4進行20次連續循環。當有規定時,可進行10次連續循環;
偏置電壓:試樣按規定施加偏置電壓。當有特殊規定時,也可不加偏置電壓。
5.4程序
按以下程序進行試驗:
a)試驗前對試樣的主要光電特性進行測試。
b)將試樣放置在試驗箱內,應使其充分暴露在試驗環境中。按規定的條件對試樣進行試驗。
c)完成規定的循環次數之前(不包括后一次循環),如發生了不多于1次的意外的中斷試驗(如電源中斷或設備故障),可重復一次循環,試驗繼續進行;若在后一次循環期間出現意外中斷,除要求重做該循環外,還要求再進行一次無中斷的循環;任何中斷時間超過24 h,都需要重新進行試驗。在10次循環中,至少有5次進行低溫子循環。在低溫子循環期間,試樣應在—10℃和不控制濕度的條件下,至少保持3 h。
d)在低溫子循環后,將試樣恢復到25 ℃,相對濕度至少為80%,并一直保持到下一個循環的開始。
5.5檢測
試樣完成試驗后,在室溫環境條件下放置24 h,然后對其主要光電特性進行測試。測試應在移出試驗箱48 h內完成。
在不放大或放大不超過3倍情況下,對試樣的標志進行檢驗;在放大10倍~20倍情況下,對外殼引線或密封部位進行檢驗。
5.6 失效判據
完成試驗后,試樣出現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理和工作壽命。
6.2設備
試驗設備如下:
能在規定溫度下進行恒溫控制并帶有鼓風的高溫烤箱;
使試樣引出端在規定電路中有可靠的電連接的插座;
安裝夾具;
加載驅動的電壓源和/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
按以下程序進行試驗:
a)試驗前應對試樣的主要光電特性進行測試;
b)將試樣放進高溫試驗箱內,并使試樣處于工作狀態;
c)按照試驗條件開始試驗,記錄起始時間、試驗溫度和試樣數量;
d)使用監視儀器,從試驗開始到結束監視試驗溫度和工作偏置,以保證全部試樣按條件施加應力;
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進行試驗。
6.5檢測
一般每168h在常溫下測試一次光電特性。在測試前應先去掉偏置,然后冷卻到室溫后進行測試。
6.6失效判據
完成試驗后,試樣出現下列情況之一判為失效:
a)標志全部或部分脫落、褪色和模糊;
b) 5.2.1.6 B)或C)中規定要求。