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技術(shù)專(zhuān)題
電子設備的老化測試
一旦計劃生產(chǎn)任何新板，就可能要為新產(chǎn)品計劃一系列測試。這些測試通常側重于功能，對于高速/高頻板，則側重于信號/電源完整性。但是，您可能打算讓產(chǎn)品在很長(cháng)一段時(shí)間內運行，并且需要一些數據來(lái)可靠地對產(chǎn)品的使用壽命設置較低的限制。
除了在線(xiàn)測試，功能測試以及可能的機械測試之外，組件和電路板本身也可以從老化測試中受益。如果您打算大規模生產(chǎn)，最好在大批量生產(chǎn)之前進(jìn)行。
什么是老化測試？
在老化測試過(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(lèi)型的壓力測試有時(shí)稱(chēng)為加速壽命測試（HALT / HASS的子集），因為它們模擬了組件在較長(cháng)時(shí)間和極端條件下的運行。
這些可靠性測試的目的是收集足夠的數據以形成浴盆曲線(xiàn)（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致的早期組件故障。這些測試通常在125°C下進(jìn)行。
浴缸曲線(xiàn)顯示產(chǎn)品可靠性
浴缸曲線(xiàn)顯示產(chǎn)品可靠性
可以使用原型板在125°C或高于預期基材材料的玻璃化轉變溫度的條件下進(jìn)行老化測試和環(huán)境應力測試。這將提供有關(guān)板的機械應力故障的一些極端數據以及有關(guān)組件故障的數據。老化測試包括兩種不同類(lèi)型的測試：
靜態(tài)測試
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。這是一種簡(jiǎn)單，低成本，加速的壽命測試。只需要將探針插入環(huán)境室中，使該室達到溫度，然后將設備升高至所需的施加電壓。此類(lèi)測試最適合用作熱測試，以模擬極端溫度下的存儲。在測試期間施加靜態(tài)電壓不會(huì )激活設備中的所有節點(diǎn)，因此無(wú)法全面了解組件的可靠性。
動(dòng)態(tài)測試
這種類(lèi)型的測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。由于可以評估IC的內部電路的可靠性，因此可以更全面地了解組件的可靠性?？梢栽趧?dòng)態(tài)測試過(guò)程中監視輸出，從而準確了解板上的哪些點(diǎn)最容易出現故障。
任何導致故障的老化測試都需要進(jìn)行徹底檢查。在原型板的壓力測試中尤其如此。這些測試在時(shí)間和材料上可能既耗時(shí)又昂貴，但是對于最大化產(chǎn)品的使用壽命和確定設計選擇至關(guān)重要。這些測試遠遠超出了在線(xiàn)測試和功能測試，因為它們將新產(chǎn)品推向了極限。
板級與組件級可靠性測試
老化測試并非專(zhuān)門(mén)針對原型板的壓力測試，通常將其命名為HALT / HASS。老化測試以及其他環(huán)境/壓力測試可以揭示板級和組件級的故障。這些測試可以完全在規格或高于指定的工作條件下執行。
一些電路板設計人員可能會(huì )不愿意接受超出組件規格或超出電路板/組件預期工作條件的老化測試和其他壓力測試得出的結果。其背后的邏輯是，在預期的環(huán)境中部署時(shí)，電路板和/或組件永遠不會(huì )看到此類(lèi)操作條件，因此測試結果必須無(wú)效。這錯過(guò)了通常過(guò)度測試的老化測試和壓力測試的重點(diǎn)。
板級壓力測試可以在您的下一個(gè)設計中防止此類(lèi)災難。
板級壓力測試可以在您的下一個(gè)設計中防止此類(lèi)災難。
超出規格運行這些測試可以找到更多的故障點(diǎn)。連續運行多個(gè)測試可以使您了解這些故障點(diǎn)是如何隨著(zhù)時(shí)間推移而出現的，從而使您更好地了解可靠性。超規格運行只會(huì )大大延長(cháng)產(chǎn)品的使用壽命，并讓您更深入地了解浴缸曲線(xiàn)。
如果您可以解決在超規格測試中發(fā)現的任何故障點(diǎn)，則可以顯著(zhù)延長(cháng)成品板的使用壽命。如果您可以使用設計軟件中的供應鏈數據進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，則可以輕松地更換具有較長(cháng)額定壽命的合適替換組件。所有這些步驟對延長(cháng)成品的使用壽命大有幫助