GB/T 38341-2019 微机电系统(MEMS)技术 MEMS器件的可靠性综合环境试验方法
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4.2.2高温购存试验
本试验在器件不带电工作的情况下确定MEMS器件在高温下较长时间贮存的可靠性,试验对象为 贮存期间可能处于较高温度环境的器件
试验设备包括一台能在规定温 中的相关设备
防火标准规范范本4.2.2.3.1试验箱的维护和初始处理
应对温控试验箱的结构、负载、监测位置和气流进行必要的设计和调整,从而保障监测到的温度达 到要求。在规定时间内将处于不带电工作状态的待测器件放置于规定的温度环境中,试验计时开始前 保留足够的升温时间,以保证所有待测样品温度尽量均勾
4.2.2.3.2试验条件和试验时间
表3规定了本试验的最低试验温度,温控试验箱中所有待测器件均应达到该温度。若无其他规 验时间应不小于72h。宜采用试验条件B。
表3高温购存试验条件
4.2.2.3.3样品检验的准备工作
达到规定试验时间时将待测器件取出,自然散热2h~48h至室温,最长应不超过96h, 准试验条件下进行测试
4.2.2.3.4失效判据
a)器件如有内置检测电路,可根据内置检测电路获得的故障码判定器件是否失效; b 采用红外光学检测,若器件内部有粘附等现象,即判定器件失效; c)采用X光成像检测,若器件内部有引线脱落、粘附等现象,即判定器件失效。 如有必要可进一步进行破坏性物理分析,以确定是否有未检出的其他失效。
4.2.3低温购存试验
本试验在器件不带电工作的情况下确定MEMS器件在低温下较长时间贮存的可靠性,试验对象 期间处于较低温度环境的器件
4.2.3.3.1试验箱的维护和初始处理
求。在规定时间内将处于不带电工作 器件放置于规定的温度环境中,试验计时开始
4.2.3.3.2试验条件和试验时间
表4低温贮存试验条件
4.2.3.3.3样品检验的准备工作
达到规定试验时间时将待测器件取出,自然升温2h~48h至室温,最长应不超过96h,然后 试验条件下进行测试
4.2.3.3.4失效判据
a)器件如有内置检测电路,可根据内置检测电路获得的故障码判定器件是否失效: b)采用X光成像检测,若器件内部有引线脱落、粘附等现象,即判定器件失效。 如有必要可进一步进行破坏性物理分析,以确定是否有未检出的其他失效。
4.2.4温度循环试验
由于MEMS器件在工艺、结构、 低温交替变化下造成的应力等因素可能 可靠性问题。样品在规定条件下应连续不中断完成不少于10次循环运行。在此期间,由于试验 设备故障,可中断试验,但中断次数不应超过规定循环总次数的10%
高、低温交替环境会使器件内部产 J,对于不同的材料可能会产生疲劳或者端变等效 终造成失效。本试验在器件不带电工作的情况下确定MEMS器件在高、低温交替变化下的可靠 验对象为工况温度会出现高低温交替变化的器件
试验设备包括一台能工作在规定温度范围内的温控试验箱和4.2.4.4.4中的相关设备。温控证 在最大负荷时的热容量和空气流量应能保障规定的试验条件和计时要求。试验时应使用相关设各 连续记录箱内环境温度。通过设计和调整试验箱的结构使样品和温控箱的热传导降至最低,
4.2.4.4.1试验箱的维护和初始处理
应对温控试验箱的结构、负载、监测位置和气流进行必要的设计和调整,从而保障监测到的温度达 到要求。设备的加温与降温能力调整后应达到规定的要求,样品应放置在不影响空气流动的地方。
1.4.2试验条件和试验日
小于100次。宜采用试验条件C。试验中升温、降温和停留时间见图1。
表5温度循环试验条件
.4.4.3样品检验的准备
图1温度循环周期内的时间分布要求
试验后立即取出器件,自然升温/降温2h~48h至室温,最长应不超过96h,然后在标准试验条件 下进行测试
4.2.4.4.4失效判据
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组)器件如有内 b)采用红外光学检测,若器件内部有粘附等现象,即判定器件失效; c)采用X光成像检测,若器件内部有引线脱落、粘附等现象,即判定器件失效。 如有必要可进一步进行破坏性物理分析,以确定是否有结构材料疲劳和未检出的其他失效
4.2.5恒定湿热加速试验
由于MEMS器件在工艺、结构、封装上的特点,其在温度、湿度作用下可能会出现诸如粘附、应力等 可靠性等问题。本试验是针对温度、湿度作用的加速试验。表6中不包括的条件可参照 GB/T2423.3—2016的方法
装等材料含水量增高,从而可能造成 器件失效或者在其他载荷作用下产 不带电工作的情况下确定MEMS器件在温 环境下工作的器件
验设备包括一台能工作在规定温度、湿度下工作的温湿度试验箱和4.2.5.4.4中的相关设备。 店
4.2.5.4.1试验箱的维护和初始处理
应对温湿度试验箱的结构、负载、监测位置和气流进行必要的设计和调整,从而保障监测到的温 度达到要求。试验计时开始前应保留足够的升温、加湿时间,以保证所有待测样品温度、湿度月 。
4.2.5.4.2试验条件和试验时间
表6恒定湿热加速试验条件
4.2.5.4.3样品检验的准备工作
试验后立即取出器件,在标准环境中自 股度试验应在48h内完元 ,如需延长放置时间,应将样品保存在密封袋中,可以延长至96h,然后在标准试验条件下进行测
4.2.5.4.4失效判据
根据不同器件采用相应的功能测试手段,如器件无法实现其指标中的功能即判定为失效: a) 器件如有内置检测电路,可根据内置检测电路获得的检测码判定器件是否失效; b 采用红外光学检测,若器件内部有粘附等现象,即判定器件失效; c)采用X光成像检测,若器件内部有粘附等现象,即判定器件失效, 如有必要可进一步进行破坏性物理分析,以确定是否有未检出的其他失效
4.2.6高压湿热试验
由于MEMS器件 时、大力等 可靠性问题。将处于不带电工 、湿度、压力环境中可以极大地加速 温度、湿度的作用。本试验是比 更快的加速方案
本试验在器件不带电工作的情况下确定MEMS器件在温度、湿度环境下的可靠性。
试验设备包括一台能工作在规定温度、湿度、气压下工作的加压温湿度试验箱和4.2.6.4.4中的 备。
4.2.6.4.1试验箱的维护和初始处理
应对温湿度试验箱的结构、负载、监测位置和气流进行必要的设计和调整,从而保障监测到的温度、 湿度、气压达到要求。试验计时开始前保留足够的升温、加湿、加压时间,以保证所有待测样品温度、湿 度尽量均勾,且压力不会突变。
4.2.6.4.2试验条件和试验时间
表7规定了最低试验温度、湿度 度,若无其他规定,试验时间应不小于 采用试验余件A
表7高压湿热试验条件
4.3样品检验的准备工
试验后器件在标准环境中自然散热和散湿2h~48h,一般湿度试验应在48h内完成测试,如需延
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长放置时间,应将样品保存在密封袋中,可以延长至96h,然后在标准试验条件下进行测试。
4.2.6.4.4失效判据
根据不同器件采用相应的功能测试手段,如器件无法实现其指标中的功能即判定为失效: a)器件如有内置检测电路,可根据内置检测电路获得的检测码判定器件是否失效: b)采用红外光学检测,若器件内部有粘附等现象,即判定器件失效; c)采用X光成像检测,若器件内部有粘附等现象,即判定器件失效。 如有必要可进一步进行破坏性物理分析,以确定是否有未检出的其他失效
4.3.1机械冲击试验
由于MEMS器件在工艺、结构和封装上的特点,其在高冲击下可能会出现断裂、粘附等可靠性 考虑到MEMS器件具有在某一方向上对冲击敏感的特征,因此试验的冲击方向应尽量和敏感 同。
粘附等失效。本试验在器件不带电工作的 确定器件在较高冲击和高冲击下的可靠性
试验设备包括一台能够达到规定加速度值、脉冲宽度的冲击台和4.3.1.4.4中的相关设备。 租度
4.3.1.4.1试验设备的维护和初始处理
将冲击台安装在牢固的固定台面上,并应将设备调至水平。所有冲击台均应配有可在X、Y、 X、一Y、一Z六个方向调整的夹具。通常夹具应为金属制作,如钢、铜、铝等,并用螺栓固定在冲司 冲击试验前应使用冲击台装载夹具后进行预冲击,并应调整设备参数使测量得到的参数满足孝 后再加载器件进行冲击
4.3.1.4.2试验顺序
器件在X、Y、Z和一X、一Y、一Z共六个方向上依次承受规定的冲击次数、冲击加速度和股 度。
4.3.1.4.3试验条件
表8机械冲击试验条件
4.3.1.4.4失效判据
根据不同器件采用相应的功能测试手段,如器件无法实现其指标中的功能即判定为失效: 器件如有内置检测电路,可根据内置检测电路获得的检测码判定器件是否失效; b 采用红外光学检测,若器件内部有断裂、碎屑、粘附等现象,即判定器件失效; c)采用文光成像检测,若器件内部有引线脱落、断裂、碎屑、粘附等现象,即判定器件失效 如有必要可进一步进行破坏性物理分析,以确定是否有未检出的其他失效。
4.3.2随机机械振动试验
由于MEMS器件在工艺、结构 会出现疲劳、碎屑转移等可靠 性问题。考虑到MEMS器件往往具有在 二对振动敏感的特征,而碎屑的移动往往也在某一方 可上比较容易出现,因此试验的振动入 个敏感方向
振动环境可能造成器件发生碎屑移动和疲劳,最终造成失效。本试验在器件不带电工作的情况 MEMS器件在长期振动下的可靠性
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试验设备包括一台能够达到规定振动频率范围、功率谱密度、均方根加速度的振动台和4.3.2 的相关设备。
将振动台安装在牢固的固定台面上,并应将设备调至水平。所有振动台均应配有可在X、Y、Z三 个方向调整的夹具。通常夹具应为金属制作,钢、铜、铝等材料均可以,并用螺栓固定在振动台上。
4.3.2.4.2试验顺序
器件在X、Y、Z共三个方向上承受规定的振动时间.振动g值和频率。
4.3.2.4.3试验条件和试验时间
按表9规定的试验条件进行振动试验。振动台应配有监测g值和振动频率的传感器。均方根加 速度的实测值与规定值的误差应不超过士1%,频率的实测值与规定值的误差应不超过土1%。应使用 相应的分析软件或计算软件换算频率范围、功率谱密度、均方根加速度。试验时间应不少于1h。试验 后可立即对器件进行测试。宜使用试验条件A
表9随机机械振动试验
4.3.2.4.4失效判据
根据不同器件采用相应的功能测试手段,如器件无法实现其指标中的功能即判定为失效: a)器件如有内置检测电路,可根据内置检测电路获得的检测码判定器件是否失效; b)通过红外光学检测,若器件内部有碎屑等现象,即可判定器件失效; c)通过X光成像检测,若器件内部有碎屑等现象,即可判定器件失效。 如有必要可进一步进行破坏性物理分析,以确定是否有未检出的其他失效
由于MEMS器件在工艺、结构、封装上的特点,其在温度、湿度和冲击下耦合作用可能更易出现粘 附等可靠性问题,因此应进行耦合试验。但考虑到某些MEMS器件具有开放性的封装,其存储和工作 环境受到一定限制,因此在4.4.1.4.2中除立即试验外增加了可以进行散湿的规定。
本试验在器件不带电工作的情况下确定MEMS器 、湿度和冲击下耦合作用的可靠性。
试验设备为4.2.5.3规定的设备,4.3.1.3规定的设备,见表9
备的维护和初始处理按4.2.5.4.1和4.3.1.4.1的起
4.4.1.4.2试验顺序
首先进行恒定湿热加速试验,之后立即进行机械冲击试验。机械冲击试验遵循4.3.1.4.2规定的试 验顺序。如果待测器件具有明确的散热和散湿需求,可让器件在恒定湿热加速试验后,在标准环境中自 然散热和散湿2h~48h,湿度试验应在48h内完成测试,如需延长放置时间,应将样品保存在密封袋 中,可以延长至96h,然后进行机械冲击试验
4.4.1.4.3试验条件和试验时间
怕定亚热加速试验按4.2,5,4 条件;耦合试验可以从两组条件中选取进行组合,恒定湿热加速试验条件宜选取A,机械冲击试验条 件宜选取F,见表9。
4.4.1.4.4失效判据
根据不同器件采用相应的功能测试手段,如器件无法实现其指标中的功能即判定为失效: a)器件如有内置检测电路,可根据内置检测电路获得的检测码判定器件是否失效; b)采用红外光学检测,若器件内部有断裂、碎屑、粘附等现象,即判定器件失效; c)采用X光成像检测,若器件内部有引线脱落、断裂、碎屑、粘附等现象,即判定器件失效
如有必要可进一步进行破坏性物理分析,以确定是否有未检出的其他失效。
GB/T383412019
由于MEMS器件在工艺、结构、封装上的特点,其在高温和振动耦合作用下可能更易出现粘附 性问题,因此应进行耦合试验
本试验在器件不带电工作的情况下确定MEMS器件在温度和振动耦合作用下的可靠性。
式验设备为4.2.2.2规定的设备,4.3.2.3规定的设备
建设工程标准规范范本4.4.2.4.1试验设备的维护和初始处理
试验设备的维护和初始处理按4.2.2.3.1和4.3.2.4.1的规定
试验设备的维护和初始处理按4.2.2.3.1和4.3.2.4.1的规
4.4.2.4.2试验顺序
4.4.2.4.3试验条件和试验时间
高温贮存试验遵循4.2.2.3.2规定的试验条件和试验时间,随机机械振动试验遵循4.3.2.4.3 试验条件。耦合试验可以从两组条件中选取进行组合,高温贮存试验条件宜选取B,随机机械振动 条件宜选取A,见表9。
档案标准4.4.2.4.4失效判据
根据不同器件采用相应的功能测试手, 无法实现其指标中的功能即判定为失效 电路获得的检测码判定器件是否失效; b)采用红外光学检测,若器件内部有 、碎屑、粘附等现象,即判定器件失效: c)采用光成像检测,若器件内部有引线脱落、断裂、碎屑、粘附等现象,即判定器件失效 如有必要可进一步进行破坏 是否有未检出的其他失效
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