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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: shengyiguangdian.cn 發(fā)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(tǒng)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(shù)理統(tǒng)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(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(guī)定條件下正常工作。
    1.2設備
    試驗設備為能在規(guī)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(guī)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(guī)定的溫度下,溫度傳感器應位于工作區(qū)內溫度的位置處;
    C)在達到規(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(guī)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(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(guī)定條件下正常工作。
    2.2設備
    試驗設備如下:
    能在規(guī)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(guī)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(guī)定的溫度下,溫度傳感器應位于工作區(qū)內溫度的位置處﹔
    c)在達到規(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(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部的光路長期機械穩(wěn)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(qū)和試樣達到規(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(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(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,試驗應重新從頭開始進行。

溫度循環(huán)試驗曲線

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(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設備
    試驗設備為在加載負荷時能為工作區(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(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(xiàn)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(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: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進行20次連續(xù)循環(huán)。當有規(guī)時,可進行10次連續(xù)循環(huán);

    偏置電壓:試樣按規(guī)定施加偏置電壓。當有特殊規(guī)定時,也可不加偏置電壓。

循環(huán)條件

    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(huán)境中。按規(guī)定的條件對試樣進行試驗。
    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(如電源中斷或設備故障),可重復一次循環(huán),試驗繼續(xù)進行;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,都需要重新進行試驗。在10次循環(huán)中,至少有5次進行低溫子循環(huán)。在低溫子循環(huán)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(huán)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(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(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理和工作壽命。
    6.2設備
    試驗設備如下:
    能在規(guī)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(guī)定電路中有可靠的電連接的插座;
    安裝夾具;
    載驅動的電壓源和/或電流源。
    6.3 條件
    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);
    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(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(xiàn)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(guī)定要求。
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