高溫試驗(yàn)概述
    高溫環(huán)境條件可能改變構(gòu)成設(shè)備材料的物理性能和電氣性能，能夠引起設(shè)備發(fā)生多種故障。例如不同材料膨脹系數(shù)不一致使得部件相互咬死、材料尺寸全部或局部改變、有機(jī)材料褪色、裂解或龜裂紋等。
    因此，高溫試驗(yàn)的目的是評(píng)價(jià)設(shè)備或元器件在高溫工作、運(yùn)輸或存儲(chǔ)條件下，高溫對(duì)樣品外觀、功能及性能等的影響。高溫試驗(yàn)對(duì)元器件及設(shè)備可靠性的影響很大。在進(jìn)行高溫試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按照不同試驗(yàn)?zāi)康淖裱煌脑瓌t。一是節(jié)省壽命原則，目的是施加的環(huán)境應(yīng)力對(duì)試件的損傷從小到大，使試件能經(jīng)歷更多的試驗(yàn)項(xiàng)目；二是施加的環(huán)境應(yīng)力能限度地顯示疊加效應(yīng)原則，按照這個(gè)原則應(yīng)在振動(dòng)和沖擊等力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)之后進(jìn)行高溫試驗(yàn)。在具體操作時(shí)，應(yīng)根據(jù)試件的特性、具體工作順序、預(yù)期使用場(chǎng)合、現(xiàn)有條件以及各個(gè)試驗(yàn)環(huán)境的預(yù)期綜合效應(yīng)等因素確定試驗(yàn)順序。確定壽命期間環(huán)境影響的順序時(shí)，需要考慮元器件在使用中重復(fù)出現(xiàn)的環(huán)境影響。
    在 GJB 360B—2009《電子及電氣元件試驗(yàn)方法》中涉及高溫試驗(yàn)的有“高溫壽命試驗(yàn)”，其試驗(yàn)?zāi)康氖怯糜诖_定試驗(yàn)樣品在高溫條件下工作一段時(shí)間后，高溫對(duì)試驗(yàn)樣品的電氣和機(jī)械性能的影響，從而對(duì)試驗(yàn)樣品的質(zhì)量做出評(píng)定。在 GJB 128A—1997《半導(dǎo)體分立器件試驗(yàn)方法》中涉及高溫試驗(yàn)的有“高溫壽命（非工作）”和“高溫壽命（非工作）（抽樣方案）”兩種試驗(yàn)，前者的試驗(yàn)的目的是用于確定器件在承受規(guī)定的高溫條件下是否符合規(guī)定的失效率，后者的試驗(yàn)?zāi)康氖怯糜诖_定器件在承受規(guī)定的條件下是否符合規(guī)定的抽樣方案。電子元器件在高溫環(huán)境中，其冷卻條件惡化，散熱困難，將使器件的電參數(shù)發(fā)生明顯變化或絕緣性能下降。例如，在高溫條件下，存在于半導(dǎo)體器件芯片表面及管殼內(nèi)的雜質(zhì)加速反應(yīng)，促使沾污嚴(yán)重的產(chǎn)品加速退化。此外，高溫條件對(duì)芯片的體內(nèi)缺陷、硅氧化層和鋁膜中的缺陷以及不良的裝片、鍵合工藝等也有一定的檢驗(yàn)效果。GJB 150《軍用設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)條件》是設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了統(tǒng)一的環(huán)境試驗(yàn)條件或等級(jí)，用以評(píng)價(jià)設(shè)備適應(yīng)自然環(huán)境和誘發(fā)環(huán)境的能力，適用于設(shè)備研制、生產(chǎn)和交付各階段，是制定有關(guān)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)文件的基礎(chǔ)和選用依據(jù)。
    高溫試驗(yàn)方法與技術(shù)

    1、試驗(yàn)條件對(duì)于溫度條件，GJB 360B—2009的“高溫壽命試驗(yàn)”條件從表1中選取。

    表1 高溫壽命試驗(yàn)溫度條件GJB 128A—1997的高溫試驗(yàn)則一般選取規(guī)范中規(guī)定的溫度。對(duì)于試驗(yàn)時(shí)間，GJB 360B—2009的“高溫壽命試驗(yàn)”條件從表2中選取。

    表2 高溫壽命試驗(yàn)時(shí)間GJB 128A—1997 的“高溫壽命（非工作）”試驗(yàn)時(shí)間按照有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，“高溫壽命（非工作）（抽樣方案）”試驗(yàn)則一般選取340h。在試驗(yàn)期間，GJB 360B—2009的“高溫壽命試驗(yàn)”規(guī)定施加在試驗(yàn)樣品上的試驗(yàn)電壓、工作循環(huán)、負(fù)荷及其他工作條件由有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。

    2、試驗(yàn)設(shè)備
    試驗(yàn)設(shè)備主要有 高低溫試驗(yàn)箱（高低溫試驗(yàn)室）和溫度計(jì)。高低溫試驗(yàn)箱或高低溫試驗(yàn)室提供一定的高溫場(chǎng)所（環(huán)境），溫度計(jì)用于測(cè)量和監(jiān)控試驗(yàn)溫度，還要有測(cè)量電性能參數(shù)的測(cè)量系統(tǒng)。
    3、試驗(yàn)程序
    （1）試驗(yàn)樣品的安裝。試驗(yàn)樣品應(yīng)按其正常方式進(jìn)行安裝。當(dāng)幾組試驗(yàn)樣品同時(shí)受試時(shí)，試驗(yàn)樣品之間安裝距離應(yīng)按單組的要求做出規(guī)定，當(dāng)沒有規(guī)定距離時(shí)，安裝的距離應(yīng)使試驗(yàn)樣品彼此之間溫度影響減至小，當(dāng)不同材料制成的試驗(yàn)樣品互相之間可能會(huì)產(chǎn)生不良影響并會(huì)改變?cè)囼?yàn)結(jié)果時(shí)，則不能同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。
    （2）初始檢測(cè)。初始檢驗(yàn)應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行外觀檢查以及電性能及機(jī)械性能檢測(cè)。
    （3）試驗(yàn)。確定試驗(yàn)時(shí)間后，將高低溫試驗(yàn)箱（室）溫度升至規(guī)定的溫度，如果是工作試驗(yàn)，還需要在試驗(yàn)樣品上施加規(guī)定的電壓、工作循環(huán)、負(fù)荷及其他工作條件。
    （4）中間檢測(cè)。中間檢測(cè)是試驗(yàn)期間應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行性能檢測(cè)。
    （5）后檢測(cè)。后檢測(cè)是試驗(yàn)結(jié)束后，按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行外觀檢查，電性能及機(jī)械性能檢測(cè)。
    4、有關(guān)技術(shù)與設(shè)備要求
    （1）有關(guān)技術(shù)。對(duì)于試驗(yàn)期間溫度的測(cè)量，應(yīng)在距離被試任一樣品或同類樣品組的規(guī)定的自由間隔內(nèi)進(jìn)行。此外，溫度測(cè)量也應(yīng)在由樣品所產(chǎn)生的熱對(duì)溫度記錄影響小的位置上進(jìn)行。對(duì)于合格判據(jù)，應(yīng)由具體的規(guī)范來規(guī)定。有關(guān)的具體規(guī)范在采用本試驗(yàn)方法時(shí)，在適當(dāng)?shù)那疤嵯聭?yīng)規(guī)定下列細(xì)則：① 距試驗(yàn)樣品的溫度測(cè)量位置（以厘米計(jì)算）；② 如果適用，靜止空氣的要求；③ 如果需要，安裝方法及試驗(yàn)樣品間的距離；④ 試驗(yàn)溫度及溫度容差；⑤ 試驗(yàn)時(shí)間；⑥ 工作條件；⑦ 檢測(cè)項(xiàng)目；⑧ 失效判據(jù)。
    （2）試驗(yàn)設(shè)備的要求。進(jìn)行本試驗(yàn)的設(shè)備應(yīng)滿足以下要求：
    ① 高低溫試驗(yàn)箱（室）應(yīng)在試驗(yàn)工作空間滿足本試驗(yàn)規(guī)定的試驗(yàn)條件，可以采用強(qiáng)迫空氣循環(huán)來保持試驗(yàn)條件的均勻性，但不能強(qiáng)制氣流直接沖擊試驗(yàn)樣品；
    ② 應(yīng)減少輻射問題，高低溫試驗(yàn)箱（室）各部分的壁溫與規(guī)定的試驗(yàn)環(huán)境溫度之差不應(yīng)大于3%（按熱力學(xué)溫度計(jì)），高低溫試驗(yàn)箱（室）的結(jié)構(gòu)應(yīng)使輻射熱對(duì)試驗(yàn)樣品的影響降至小程度；
    ③ 對(duì)于濕度，每立方米空氣中不應(yīng)超過 20g 水蒸氣（相當(dāng)于 35℃時(shí) 50%的相對(duì)濕度）。
    ④ 干燥箱不適于做高溫試驗(yàn)。不少單位進(jìn)行例行高溫試驗(yàn)時(shí)使用干燥箱做電子元器件等電子產(chǎn)品的高溫試驗(yàn)，這是不合適的，試驗(yàn)后得到的數(shù)據(jù)不可靠，甚至燒壞樣品，導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論。高溫箱必須提供符合高溫的試驗(yàn)條件，真實(shí)地再現(xiàn)高溫環(huán)境，高溫試驗(yàn)時(shí)對(duì)設(shè)備的溫度偏差一般要求為±2℃，如果試驗(yàn)尺寸較大，溫度偏差和溫度波動(dòng)度可以適當(dāng)放寬。而干燥箱采用的是壁溫加熱的方法，試驗(yàn)箱的墻壁溫度會(huì)大于規(guī)定的試驗(yàn)環(huán)境溫度 3%的誤差，且箱內(nèi)無循環(huán)加熱通風(fēng)，工作空間與箱壁的溫度偏差太大，箱內(nèi)溫度不均勻。干燥箱與高溫箱有本質(zhì)區(qū)別，不能使用干燥箱進(jìn)行高溫試驗(yàn)。