專利名稱：一種確定高加速應(yīng)力篩選試驗條件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硬件電路板的測試方法，具體涉及一種確定高加速應(yīng)力篩選試驗條件的方法。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，人們對電子產(chǎn)品的品質(zhì)要求也日益提高，電子產(chǎn)品的壽命已經(jīng)成為產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)劣的一個重要標準。然而，產(chǎn)品在制造過程中，由于材料的缺陷、 工藝的失控、設(shè)備的不穩(wěn)定等相關(guān)客觀因素制約，不可避免的導(dǎo)致了部分電子產(chǎn)品出廠時就存在著潛在的非設(shè)計性缺陷，而產(chǎn)品出廠后潛在的缺陷會逐步暴露并導(dǎo)致產(chǎn)品快速失效，產(chǎn)品壽命極大縮短。產(chǎn)品到市場后出現(xiàn)的故障分布可用工業(yè)生產(chǎn)中常用的“浴盆曲線”表示。處于“浴盆曲線”前端的是“早夭失效期”，在這個階段的初期產(chǎn)品失效率較高，并隨著時間的增加產(chǎn)品失效率逐漸下降。當一個屬于“早夭失效期”的部件產(chǎn)品組裝在復(fù)雜的系統(tǒng)中時，將導(dǎo)致系統(tǒng)的早期失效率急劇增加，因此在系統(tǒng)組裝之前，就必須設(shè)法將處于“早夭失效期”的電子部件或模塊盡可能的剔除，保證產(chǎn)品的使用壽命?？煽啃詰?yīng)力篩選試驗就是在這樣的背景下產(chǎn)生，顧名思義，可靠性應(yīng)力篩選試驗就是人為對產(chǎn)品施加外來環(huán)境工作應(yīng)力，使處于“早夭失效期”的產(chǎn)品盡可能早的暴露出來，然后利用相關(guān)檢驗或測試方法，將這些有瑕疵的產(chǎn)品予以剔除，提高交貨產(chǎn)品的可靠性?？煽啃詰?yīng)力篩選試驗的方法一般包括以下步驟首先，在產(chǎn)品的工作極限范圍內(nèi)，進行 5°C /min的溫變循環(huán)試驗，并在高低溫各保持一段時間，一次循環(huán)的時間為3-4個小時，試驗的總時間40小時；然后，再進行隨機振動篩選試驗，功率譜密度設(shè)定為0. 04g2/Hz，試驗時間為5min，如軍標GJB 1032-1990所述；最后，根據(jù)得到的結(jié)果判斷產(chǎn)品的好壞。但這種方法存在著以下缺點第一，產(chǎn)品篩選試驗所需的周期長，一般需要2-3天的時間；第二，工作效率低，極大的制約了制造廠家的產(chǎn)能；第三，占用大量設(shè)備，人力費用高，造成過高的生產(chǎn)成本，降低產(chǎn)品競爭力。隨著社會對電子產(chǎn)品需求的急劇膨脹，電子公司產(chǎn)能也日益擴張，環(huán)境篩選試驗周期長、效率低、費用高等缺點嚴重延滯電子產(chǎn)品的推向市場的時間，制約了電子制造業(yè)公司發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述可靠性應(yīng)力篩選試驗存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種利用溫度及振動綜合應(yīng)力可靠性試驗，準確得到硬件電路板高加速應(yīng)力篩選試驗條件的方法。利用本發(fā)明得到的試驗條件，可以快捷、高效、低成本的實現(xiàn)硬件電路板的高加速應(yīng)力篩選試驗，將有潛在缺陷的不良品提前篩選出來。一種確定高加速應(yīng)力篩選試驗條件的方法，通過高加速壽命試驗的方法得到產(chǎn)品的溫度及振動綜合應(yīng)力的操作極限和破壞極限、快速溫變傳導(dǎo)操作極限，包括以下步驟參考溫度及振動綜合應(yīng)力的操作極限和破壞極限、快速溫變傳導(dǎo)操作極限，設(shè)置起始試驗條件進行快速溫變循環(huán)的溫度及振動綜合應(yīng)力測試；在溫度及振動穩(wěn)定階段進行至少一次功能測試，判斷被測產(chǎn)品是否有故障，當有故障出現(xiàn)時，執(zhí)行下一個步驟；分析判斷故障出現(xiàn)的原因，當因被測產(chǎn)品自身的質(zhì)量引起時，則表示目前試驗條件有效；準備至少三個試驗樣品，在每個樣品上制作一些非標準工藝制造的典型缺陷，以上一個步驟得到的有效試驗條件進行溫度及振動綜合應(yīng)力測試各個試驗樣品；在溫度及振動穩(wěn)定階段進行至少一次功能測試，并觀察樣品上的人造缺陷是否能被檢測出來，當能檢測到缺陷時，則說明目前試驗條件有效；用至少三個全新產(chǎn)品作樣品，以上一個步驟得到的有效試驗條件進行至少三次重復(fù)測試，在溫度及振動穩(wěn)定階段進行至少一次功能測試并觀察全新樣品是否有故障出現(xiàn)， 當未發(fā)生因應(yīng)力不當而引起故障時，則確定當前條件為高加速應(yīng)力篩選的試驗條件。本發(fā)明中，所述判斷被測產(chǎn)品是否有故障步驟還包括，當無故障出現(xiàn)時，則以當前試驗條件為測試起始應(yīng)力，增加溫度及振動應(yīng)力，重新執(zhí)行本步驟。所述分析判斷故障的原因步驟中還包括，當因環(huán)境應(yīng)力過大造成時，則減小溫度及振動應(yīng)力的改變量，以出現(xiàn)故障之前的應(yīng)力為測試起始應(yīng)力，并返回所述判斷被測產(chǎn)品是否有故障步驟。所述全新產(chǎn)品樣品測試步驟中，當不能檢測到缺陷時，則增加溫度及振動應(yīng)力返回重新執(zhí)行本步驟。所述設(shè)置起始條件試驗步驟中，溫度及振動綜合應(yīng)力中溫度的高低溫應(yīng)力的可操作極限縮小 30 %以內(nèi)，振動破壞極限縮小50%以內(nèi)，以快速溫度傳導(dǎo)操作極限的不高于80%為溫變速度值，作為試驗的起始試驗條件。所述判斷被測產(chǎn)品是否有故障步驟中，當無故障出現(xiàn)時， 則增加溫度及振動應(yīng)力的15%以內(nèi)，返回執(zhí)行本步驟。所述分析判斷故障的原因步驟中， 當因環(huán)境應(yīng)力過大造成時，則減小溫度及振動應(yīng)力的改變量為3 %以內(nèi)，返回執(zhí)行本步驟。 所述觀察樣品中的人造缺陷步驟中，當不能檢測到缺陷時，則增加溫度及振動應(yīng)力的3 %以內(nèi)，返回執(zhí)行本步驟。所述觀察樣品中的人造缺陷步驟中，所執(zhí)行的檢測試驗次數(shù)進行到檢測出相應(yīng)缺陷為止。所述全新產(chǎn)品測試步驟中，當有故障出現(xiàn)時，則返回所述分析判斷故障的原因步驟。所述全新產(chǎn)品樣品測試步驟中，用50個全新產(chǎn)品作樣品，以所述觀察樣品中的人造缺陷步驟得到的有效試驗條件進行50次重復(fù)測試。本發(fā)明是建立在高加速壽命試驗基礎(chǔ)上，在已知產(chǎn)品的溫度及振動綜合應(yīng)力的操作極限和破壞極限的前提下，通過對產(chǎn)品的溫度和振動綜合應(yīng)力進行不斷的科學(xué)調(diào)整，反復(fù)進行可靠性試驗測試，根據(jù)多次試驗結(jié)果可以準確的得到產(chǎn)品的高加速應(yīng)力篩選的試驗條件。試驗考慮了產(chǎn)品在綜合環(huán)境下的典型缺陷為主。采用本發(fā)明得到的試驗條件進行高加速應(yīng)力篩選試驗，可以將篩選時間縮短為1-2個小時，從而減小產(chǎn)品生產(chǎn)周期、提高試驗效率、降低試驗成本。


圖1確定高加速應(yīng)力篩選試驗條件過程流的程圖
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述。實施例一確定硬件電路板高加速應(yīng)力篩選試驗條件的方法首先，根據(jù)硬件電路板的高加速壽命試驗，確定硬件電路板的溫度及振動綜合應(yīng)力的溫度操作極限、振動破壞極限及快速溫變傳導(dǎo)操作極限。將溫度及振動綜合應(yīng)力的溫度操作極限縮小30%、振動破壞應(yīng)力縮小50%、以快速溫度傳導(dǎo)操作極限的80%為溫變速度值，高低溫各保持10分鐘，作為起始測試條件進行6次快速溫變循環(huán)的溫度及振動綜合應(yīng)力試驗。在此起始測試條件的基礎(chǔ)上逐步增加起始應(yīng)力的15%，并在溫度及振動穩(wěn)定階段進行一次以上的功能測試，判斷被測產(chǎn)品是否有故障出現(xiàn)，功能測試包括但不限于以下內(nèi)容硬件電路板的短路、斷路、功耗、輸出參數(shù)的漂移誤差、系統(tǒng)的穩(wěn)定性、電氣性能、I/O 接口邏輯功能以及相關(guān)的機械外觀等內(nèi)容。如果有故障出現(xiàn)，判斷故障是由產(chǎn)品自身質(zhì)量問題引起還是應(yīng)力過大引起。屬于前者表示目前的試驗條件有效，試驗應(yīng)力可以準確篩選出有質(zhì)量問題的產(chǎn)品；屬于后者，則以出現(xiàn)故障前的應(yīng)力為起始測試條件，以起始測試條件應(yīng)力的3%為增量，繼續(xù)增加試驗應(yīng)力直至找出由產(chǎn)品自身質(zhì)量問題引起故障為止。然后，準備三個全新的硬件電路板，分別有意植入FPGA引腳虛焊、IC引線劃傷、IC Bonding壓力不夠等缺陷，以可以篩選出有質(zhì)量問題產(chǎn)品的應(yīng)力作為起始測試條件，在溫度及振動都穩(wěn)定階段對硬件電路板進行功能測試。根據(jù)測試結(jié)果判斷產(chǎn)品是否有相應(yīng)故障出現(xiàn)，如無故障出現(xiàn)則以起始測試條件應(yīng)力的3%為增量，逐步增加試驗應(yīng)力直至出現(xiàn)相應(yīng)故障為止；如有相應(yīng)故障出現(xiàn)表示目前試驗條件有效。最后，用50個全新產(chǎn)品作樣品，以有效的試驗條件進行50次重復(fù)測試，在溫度及振動穩(wěn)定階段進行一次以上功能測試并觀察全新樣品是否有故障出現(xiàn)，如都未發(fā)生因應(yīng)力不當而引起故障，即可確定當前條件即為高加速應(yīng)力篩選條件。在上述的實施例中，作為較優(yōu)的實施項，所述確定硬件電路板的溫度及振動綜合應(yīng)力的溫度操作極限、振動破壞極限及快速溫變傳導(dǎo)操作極限中，將溫度及振動綜合應(yīng)力中溫度的高低溫應(yīng)力的可操作極限縮小20%，振動破壞極限縮小40%，快速溫度傳導(dǎo)操作極限的60%為溫變速度值，作為試驗的起始試驗條件。在判斷硬件電路板是否有故障中， 如無故障出現(xiàn)，則相應(yīng)增加所述溫度及振動應(yīng)力的10%。在分析判斷故障出現(xiàn)的原因步驟中，如因環(huán)境應(yīng)力過大造成，則減小所述溫度及振動應(yīng)力的改變量為2%。實施例二 確定LCD模組產(chǎn)品高加速應(yīng)力篩選試驗條件的方法首先，根據(jù)LCD模組的高加速壽命試驗，確定LCD模組的溫度及振動綜合應(yīng)力的溫度操作極限、振動破壞極限及快速溫變傳導(dǎo)操作極限。將將溫度及振動綜合應(yīng)力的溫度操作極限縮小30%、振動破壞應(yīng)力縮小50%、以快速溫度傳導(dǎo)操作極限的80%為溫變速度值，高低溫各保持15分鐘，作為起始測試條件進行6次快速溫變循環(huán)的溫度及振動綜合應(yīng)力試驗。在此起始測試條件的基礎(chǔ)上逐步增加起始應(yīng)力的10%，并在溫度及振動穩(wěn)定階段進行一次以上的功能測試，判斷被測LCD模組是否有故障出現(xiàn)，功能測試包括但不限于以下內(nèi)容LCD的缺線、畫面顯示異常、漏光、色淡、亮點、功耗、色度、亮度、飽和度等內(nèi)容。如果有故障出現(xiàn)，判斷故障是由產(chǎn)品自身質(zhì)量問題引起還是應(yīng)力過大引起。屬于前者表示目前的試驗條件有效，試驗應(yīng)力可以準確篩選出有質(zhì)量問題的產(chǎn)品；屬于后者，則以出現(xiàn)故障前的應(yīng)力為起始測試條件，以起始測試條件應(yīng)力的3%為增量，繼續(xù)增加試驗應(yīng)力直至找出由產(chǎn)品自身質(zhì)量問題引起故障為止。然后，準備三個全新的LCD模組，分別有意植入LCD內(nèi)部異物，增光片貼附漏邊、 IC偏位等缺陷，以可以篩選出有質(zhì)量問題產(chǎn)品的應(yīng)力作為起始測試條件，在溫度及振動都穩(wěn)定階段對硬件電路板進行功能測試。根據(jù)測試結(jié)果判斷產(chǎn)品是否有相應(yīng)故障出現(xiàn)，如無故障出現(xiàn)則以起始測試條件應(yīng)力的3%為增量，逐步增加試驗應(yīng)力直至出現(xiàn)相應(yīng)故障為止； 如有相應(yīng)故障出現(xiàn)表示目前試驗條件有效。最后，用50個全新產(chǎn)品作樣品，以有效的試驗條件進行50次重復(fù)測試，在溫度及振動穩(wěn)定階段進行一次以上功能測試并觀察全新樣品是否有故障出現(xiàn)，如都未發(fā)生因應(yīng)力不當而引起故障，即可確定當前條件即為高加速應(yīng)力篩選條件。在上述的實施例中，作為較優(yōu)的實施項，所述確定LCD模組產(chǎn)品的溫度及振動綜合應(yīng)力的溫度操作極限、振動破壞極限及快速溫變傳導(dǎo)操作極限中，將溫度及振動綜合應(yīng)力中溫度的高低溫應(yīng)力的可操作極限縮小20%，振動破壞極限縮小40%，快速溫度傳導(dǎo)操作極限的60%為溫變速度值，作為試驗的起始試驗條件。在判斷LCD模組產(chǎn)品是否有故障中，如無故障出現(xiàn)，則相應(yīng)增加所述溫度及振動應(yīng)力的10%。在分析判斷故障出現(xiàn)的原因步驟中，如因環(huán)境應(yīng)力過大造成，則減小所述溫度及振動應(yīng)力的改變量為2%。實施例三確定半導(dǎo)體集成電路芯片IC產(chǎn)品高加速應(yīng)力篩選試驗條件的方法首先，根據(jù)半導(dǎo)體集成電路芯片IC的高加速壽命試驗，確定半導(dǎo)體集成電路芯片 IC的溫度及振動綜合應(yīng)力的溫度操作極限、振動破壞極限及快速溫變傳導(dǎo)操作極限。將將溫度及振動綜合應(yīng)力的溫度操作極限縮小30%、振動破壞應(yīng)力縮小50%、以快速溫度傳導(dǎo)操作極限的80%為溫變速度值，高低溫各保持15分鐘，作為起始測試條件進行6次快速溫變循環(huán)的溫度及振動綜合應(yīng)力試驗。在此起始測試條件的基礎(chǔ)上逐步增加起始應(yīng)力的 10%，并在溫度及振動穩(wěn)定階段進行一次以上的功能測試，判斷被測LCD模組是否有故障出現(xiàn)，功能測試包括但不限于以下內(nèi)容IC的輸出波形、功耗、斷路、壓焊點脫落、漏電、短路、等內(nèi)容。如果有故障出現(xiàn)，判斷故障是由產(chǎn)品自身質(zhì)量問題引起還是應(yīng)力過大引起。屬于前者表示目前的試驗條件有效，試驗應(yīng)力可以準確篩選出有質(zhì)量問題的產(chǎn)品；屬于后者， 則以出現(xiàn)故障前的應(yīng)力為起始測試條件，以起始測試條件應(yīng)力的3%為增量，繼續(xù)增加試驗應(yīng)力直至找出由產(chǎn)品自身質(zhì)量問題引起故障為止。然后，準備三個全新的半導(dǎo)體集成電路芯片IC，分別有意植入IC封裝氣泡、內(nèi)部異物、壓焊點虛汗等缺陷，以可以篩選出有質(zhì)量問題產(chǎn)品的應(yīng)力作為起始測試條件，在溫度及振動都穩(wěn)定階段對硬件電路板進行功能測試。根據(jù)測試結(jié)果判斷產(chǎn)品是否有相應(yīng)故障出現(xiàn)，如無故障出現(xiàn)則以起始測試條件應(yīng)力的3%為增量，逐步增加試驗應(yīng)力直至出現(xiàn)相應(yīng)故障為止；如有相應(yīng)故障出現(xiàn)表示目前試驗條件有效。最后，用50個全新產(chǎn)品作樣品，以有效的試驗條件進行50次重復(fù)測試，在溫度及振動穩(wěn)定階段進行一次以上功能測試并觀察全新樣品是否有故障出現(xiàn)，如都未發(fā)生因應(yīng)力不當而引起故障，即可確定當前條件即為高加速應(yīng)力篩選條件。在上述的實施例中，作為較優(yōu)的實施項，所述確定半導(dǎo)體集成電路芯片IC的溫度及振動綜合應(yīng)力的溫度操作極限、振動破壞極限及快速溫變傳導(dǎo)操作極限中，將溫度及振動綜合應(yīng)力中溫度的高低溫應(yīng)力的可操作極限縮小20%，振動破壞極限縮小40%，快速溫度傳導(dǎo)操作極限的60%為溫變速度值，作為試驗的起始試驗條件。在判斷半導(dǎo)體集成電路芯片IC是否有故障中，如無故障出現(xiàn)，則相應(yīng)增加所述溫度及振動應(yīng)力的10%。在分析判斷故障出現(xiàn)的原因步驟中，如因環(huán)境應(yīng)力過大造成，則減小所述溫度及振動應(yīng)力的改變量為2%。 在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下還可以構(gòu)成許多有很大差別的實施例。應(yīng)當理解，除了如所附的權(quán)利要求所限定的，本發(fā)明不限于在說明書中所述的具體實施例。
權(quán)利要求
1.一種確定高加速應(yīng)力篩選試驗條件的方法，通過高加速壽命試驗的方法得到產(chǎn)品的溫度及振動綜合應(yīng)力的操作極限和破壞極限、快速溫變傳導(dǎo)操作極限，其特征在于，包括以下步驟參考溫度及振動綜合應(yīng)力的操作極限和破壞極限、快速溫變傳導(dǎo)操作極限，設(shè)置起始試驗條件進行快速溫變循環(huán)的溫度及振動綜合應(yīng)力測試；在溫度及振動穩(wěn)定階段進行至少一次功能測試，判斷被測產(chǎn)品是否有故障，當有故障出現(xiàn)時，執(zhí)行下一個步驟；分析判斷故障出現(xiàn)的原因，當因被測產(chǎn)品自身的質(zhì)量引起時，則表示目前試驗條件有效；準備至少三個試驗樣品，在每個樣品上制作一些非標準工藝制造的典型缺陷，以上一個步驟得到的有效試驗條件進行溫度及振動綜合應(yīng)力測試各個試驗樣品；在溫度及振動穩(wěn)定階段進行至少一次功能測試，并觀察樣品上的人造缺陷是否能被檢測出來，當能檢測到缺陷時，則說明目前試驗條件有效；用至少三個全新產(chǎn)品作樣品，以上一個步驟得到的有效試驗條件進行至少三次重復(fù)測試，在溫度及振動穩(wěn)定階段進行至少一次功能測試并觀察全新樣品是否有故障出現(xiàn)，當未發(fā)生因應(yīng)力不當而引起故障時，則確定當前條件為高加速應(yīng)力篩選的試驗條件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述判斷被測產(chǎn)品是否有故障步驟還包括，當無故障出現(xiàn)時，則以當前試驗條件為測試起始應(yīng)力，增加溫度及振動應(yīng)力，重新執(zhí)行本步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析判斷故障的原因步驟中還包括， 當因環(huán)境應(yīng)力過大造成時，則減小溫度及振動應(yīng)力的改變量，以出現(xiàn)故障之前的應(yīng)力為測試起始應(yīng)力，并返回所述判斷被測產(chǎn)品是否有故障步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述全新產(chǎn)品樣品測試步驟中，當不能檢測到缺陷時，則增加溫度及振動應(yīng)力返回重新執(zhí)行本步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述設(shè)置起始條件試驗步驟中，溫度及振動綜合應(yīng)力中溫度的高低溫應(yīng)力的可操作極限縮小30%以內(nèi)，振動破壞極限縮小50%以內(nèi)，以快速溫度傳導(dǎo)操作極限的不高于80%為溫變速度值，作為試驗的起始試驗條件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述判斷被測產(chǎn)品是否有故障步驟中，當無故障出現(xiàn)時，則增加溫度及振動應(yīng)力的15%以內(nèi)，返回執(zhí)行本步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述分析判斷故障的原因步驟中，當因環(huán)境應(yīng)力過大造成時，則減小溫度及振動應(yīng)力的改變量為3%以內(nèi)，返回執(zhí)行本步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述觀察樣品中的人造缺陷步驟中， 當不能檢測到缺陷時，則增加溫度及振動應(yīng)力的3%以內(nèi)，返回執(zhí)行本步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述觀察樣品中的人造缺陷步驟中，所執(zhí)行的檢測試驗次數(shù)進行到檢測出相應(yīng)缺陷為止。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述全新產(chǎn)品測試步驟中，當有故障出現(xiàn)時，則返回所述分析判斷故障的原因步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述全新產(chǎn)品樣品測試步驟中，用50個全新產(chǎn)品作樣品，以所述觀察樣品中的人造缺陷步驟得到的有效試驗條件進行50次重復(fù)測試。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種確定高加速應(yīng)力篩選試驗條件的方法。該方法首先根據(jù)產(chǎn)品的溫度及振動綜合應(yīng)力操作和破壞極限設(shè)定初始測試條件進行溫度及振動綜合應(yīng)力試驗，采用逐步逼近法準確的得到高加速應(yīng)力篩選試驗條件，然后再用產(chǎn)品的典型缺陷去驗證得到篩選試驗條件的有效性，反復(fù)試驗、科學(xué)調(diào)整，最終得到有效的溫度及振動綜合應(yīng)力高加速篩選試驗條件。利用本發(fā)明得到的試驗條件進行高加速應(yīng)力篩選試驗，能大幅度縮短篩選試驗的時間、提高試驗效率、節(jié)省試驗成本。
文檔編號G02F1/13GK102193054SQ20101011677
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月3日
發(fā)明者朱輝, 李平, 池峰 申請人:上海微電子裝備有限公司