دستگاههای الکترونیکی به دلیل پیری اجزا اغلب دچار خرابی میشوند که این امر سوالات مهمی را در مورد پیشبینی طول عمر و شناسایی خطر خرابی ایجاد میکند. آزمایشهای پیری در دمای بالا به عنوان یک راهحل حیاتی ظاهر شدهاند و شرایط حرارتی شدید را شبیهسازی میکنند تا فرآیندهای خرابی را تسریع کرده و قابلیت اطمینان بلندمدت را ارزیابی کنند.
این روش که به عنوان آزمایش ذخیرهسازی در دمای بالا نیز شناخته میشود، به عنوان یک فرآیند ارزیابی، غربالگری، نظارت و صدور گواهینامه برای دستگاههای الکترونیکی حالت جامد عمل میکند. هدف اصلی آن شامل اعمال دماهای بالا در شرایط ذخیرهسازی برای تسریع مکانیسمهای خرابی فعال شده حرارتی است، در نتیجه توزیع طول عمر اجزای الکترونیکی - از جمله خرابیهای حفظ دادههای حافظه غیر فرار - را پیشبینی میکند.
معادله آرنیوس اساس نظری این آزمایشها را تشکیل میدهد و رابطه بین سرعت واکنشهای شیمیایی و دما را برقرار میکند. با افزایش دما، سرعت واکنشها به صورت نمایی افزایش مییابد. از آنجایی که بسیاری از خرابیهای اجزای الکترونیکی ناشی از فرآیندهای شیمیایی - مانند خوردگی فلز و تخریب لایه عایق - است، افزایش دمای کنترلشده میتواند سالها عملکرد عادی را در بازههای زمانی فشرده شبیهسازی کند.
اجزا در طول آزمایش بدون تحریک الکتریکی در معرض گرمای شدید قرار میگیرند. دماها به طور قابل توجهی از محدوده عملکرد عادی فراتر میروند تا اثرات پیری تسریع شده حاصل شود، با مدت زمان متفاوت بسته به نوع اجزا و عوامل شتاب مورد نظر. قابل ذکر است، قرار گرفتن طولانیمدت در معرض دمای بالا ممکن است به طور دائم به برخی از مواد بستهبندی آسیب برساند و این آزمایشها را بالقوه مخرب کند.
- محدوده دما: تا +243 درجه سانتیگراد گسترش مییابد تا نیازهای مختلف اجزا را برآورده کند
- سیستمهای کنترل: کنترلکنندههای نقطه تنظیم دیجیتال، تنظیم حرارتی دقیق را تضمین میکنند
- مکانیسمهای ایمنی: کنترلکنندههای بیش از حد دما از آسیب تجهیزات و موقعیتهای خطرناک جلوگیری میکنند
- روش گرمایش: فرهای همرفت مکانیکی، توزیع یکنواخت دما را حفظ میکنند
مشخصات JESD22-A101 به عنوان مرجع اصلی برای آزمایشهای پیری در دمای بالا عمل میکند و روششناسی، شرایط و معیارهای ارزیابی استاندارد را برای اطمینان از نتایج سازگار و قابل اعتماد شرح میدهد.
ارزیابیهای عملکرد پس از آزمایش، سطوح تخریب را اندازهگیری میکنند و الگوهای خرابی، نرخها و توزیعهای طول عمر را نشان میدهند. این بینشها برای بهبود طراحی اجزا، بهینهسازی تولید و پیشبینی دقیق طول عمر محصول بسیار ارزشمند هستند.
آزمایشهای پیری در دمای بالا نقشهای ضروری را در مراحل تحقیق، تولید و کنترل کیفیت ایفا میکنند و به مهندسان این امکان را میدهند که:
- قابلیت اطمینان اجزای جدید را قبل از تولید انبوه تأیید کنند
- اجزای نامرغوب را در طول تولید شناسایی و حذف کنند
- روندهای تدریجی تخریب عملکرد را نظارت کنند
- برآوردهای طول عمر واقعبینانه را برای برنامهریزی تعمیر و نگهداری تولید کنند
به عنوان سنگ بنای ارزیابی قابلیت اطمینان اجزای الکترونیکی، آزمایش پیری در دمای بالا بینشهای مهمی را در مورد دوام محصول و خطرات خرابی ارائه میدهد. با تکرار سالها استرس حرارتی در شرایط آزمایشگاهی کنترلشده، این روش به طور قابل توجهی کیفیت محصول را افزایش میدهد و در عین حال هزینههای نگهداری بلندمدت را کاهش میدهد - و تسلط بر آن را برای مهندسان الکترونیک و متخصصان تضمین کیفیت ضروری میسازد.