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技術(shù)專題
電子設(shè)備的老化測(cè)試
一旦計(jì)劃生產(chǎn)任何新板，就可能要為新產(chǎn)品計(jì)劃一系列測(cè)試。這些測(cè)試通常側(cè)重于功能，對(duì)于高速/高頻板，則側(cè)重于信號(hào)/電源完整性。但是，您可能打算讓產(chǎn)品在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)行，并且需要一些數(shù)據(jù)來(lái)可靠地對(duì)產(chǎn)品的使用壽命設(shè)置較低的限制。
除了在線測(cè)試，功能測(cè)試以及可能的機(jī)械測(cè)試之外，組件和電路板本身也可以從老化測(cè)試中受益。如果您打算大規(guī)模生產(chǎn)，最好在大批量生產(chǎn)之前進(jìn)行。
什么是老化測(cè)試？
在老化測(cè)試過(guò)程中，特殊老化板上的組件要承受或超過(guò)其額定工作條件，以消除可能在其額定壽命之前過(guò)早失效的任何組件。這些操作條件可以包括溫度，電壓/電流，操作頻率或指定為上限的任何其他操作條件。這些類型的壓力測(cè)試有時(shí)稱為加速壽命測(cè)試（HALT / HASS的子集），因?yàn)樗鼈兡M了組件在較長(zhǎng)時(shí)間和極端條件下的運(yùn)行。
這些可靠性測(cè)試的目的是收集足夠的數(shù)據(jù)以形成浴盆曲線（示例如下所示）。不幸的是，“嬰兒死亡率”部分包括由于制造缺陷而導(dǎo)致的早期組件故障。這些測(cè)試通常在125°C下進(jìn)行。
浴缸曲線顯示產(chǎn)品可靠性
浴缸曲線顯示產(chǎn)品可靠性
可以使用原型板在125°C或高于預(yù)期基材材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的條件下進(jìn)行老化測(cè)試和環(huán)境應(yīng)力測(cè)試。這將提供有關(guān)板的機(jī)械應(yīng)力故障的一些極端數(shù)據(jù)以及有關(guān)組件故障的數(shù)據(jù)。老化測(cè)試包括兩種不同類型的測(cè)試：
靜態(tài)測(cè)試
靜態(tài)老化僅涉及向每個(gè)組件施加極端溫度和/或電壓而無(wú)需施加輸入信號(hào)。這是一種簡(jiǎn)單，低成本，加速的壽命測(cè)試。只需要將探針插入環(huán)境室中，使該室達(dá)到溫度，然后將設(shè)備升高至所需的施加電壓。此類測(cè)試最適合用作熱測(cè)試，以模擬極端溫度下的存儲(chǔ)。在測(cè)試期間施加靜態(tài)電壓不會(huì)激活設(shè)備中的所有節(jié)點(diǎn)，因此無(wú)法全面了解組件的可靠性。
動(dòng)態(tài)測(cè)試
這種類型的測(cè)試包括在老化板暴露于極端溫度和電壓下時(shí)，向每個(gè)組件施加輸入信號(hào)。由于可以評(píng)估IC的內(nèi)部電路的可靠性，因此可以更全面地了解組件的可靠性。可以在動(dòng)態(tài)測(cè)試過(guò)程中監(jiān)視輸出，從而準(zhǔn)確了解板上的哪些點(diǎn)最容易出現(xiàn)故障。
任何導(dǎo)致故障的老化測(cè)試都需要進(jìn)行徹底檢查。在原型板的壓力測(cè)試中尤其如此。這些測(cè)試在時(shí)間和材料上可能既耗時(shí)又昂貴，但是對(duì)于最大化產(chǎn)品的使用壽命和確定設(shè)計(jì)選擇至關(guān)重要。這些測(cè)試遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了在線測(cè)試和功能測(cè)試，因?yàn)樗鼈儗⑿庐a(chǎn)品推向了極限。
板級(jí)與組件級(jí)可靠性測(cè)試
老化測(cè)試并非專門針對(duì)原型板的壓力測(cè)試，通常將其命名為HALT / HASS。老化測(cè)試以及其他環(huán)境/壓力測(cè)試可以揭示板級(jí)和組件級(jí)的故障。這些測(cè)試可以完全在規(guī)格或高于指定的工作條件下執(zhí)行。
一些電路板設(shè)計(jì)人員可能會(huì)不愿意接受超出組件規(guī)格或超出電路板/組件預(yù)期工作條件的老化測(cè)試和其他壓力測(cè)試得出的結(jié)果。其背后的邏輯是，在預(yù)期的環(huán)境中部署時(shí)，電路板和/或組件永遠(yuǎn)不會(huì)看到此類操作條件，因此測(cè)試結(jié)果必須無(wú)效。這錯(cuò)過(guò)了通常過(guò)度測(cè)試的老化測(cè)試和壓力測(cè)試的重點(diǎn)。
板級(jí)壓力測(cè)試可以在您的下一個(gè)設(shè)計(jì)中防止此類災(zāi)難。
板級(jí)壓力測(cè)試可以在您的下一個(gè)設(shè)計(jì)中防止此類災(zāi)難。
超出規(guī)格運(yùn)行這些測(cè)試可以找到更多的故障點(diǎn)。連續(xù)運(yùn)行多個(gè)測(cè)試可以使您了解這些故障點(diǎn)是如何隨著時(shí)間推移而出現(xiàn)的，從而使您更好地了解可靠性。超規(guī)格運(yùn)行只會(huì)大大延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命，并讓您更深入地了解浴缸曲線。
如果您可以解決在超規(guī)格測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的任何故障點(diǎn)，則可以顯著延長(zhǎng)成品板的使用壽命。如果您可以使用設(shè)計(jì)軟件中的供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)，則可以輕松地更換具有較長(zhǎng)額定壽命的合適替換組件。所有這些步驟對(duì)延長(zhǎng)成品的使用壽命大有幫助