书 书 书犐犆犛 ３１ ． ２００ 犔 ５５ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 ３８３４１ — ２０１９ 微机电系统 （ 犕犈犕犛 ） 技术 犕犈犕犛 器件的可靠性综合环境试验方法 犕犻犮狉狅犲犾犲犮狋狉狅犿犲犮犺犪狀犻犮犪犾狊狔狊狋犲犿狋犲犮犺狀狅犾狅犵狔 — 犜犺犲狉犲犾犻犪犫犻犾犻狋狔狋犲狊狋犿犲狋犺狅犱狊狅犳犕犈犕犛犻狀犻狀狋犲犵狉犪狋犲犱犲狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋狊 ２０１９  １２  ３１ 发布 ２０２０  ０４  ０１ 实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会 发布书 书 书目 　　 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… １ 　 范围 １ ……………………………………………………………………………………………………… ２ 　 规范性引用文件 １ ………………………………………………………………………………………… ３ 　 术语和定义 １ ……………………………………………………………………………………………… ４ 　 试验方法 １ ………………………………………………………………………………………………… 　 ４．１ 　 预处理 １ ……………………………………………………………………………………………… 　 ４．２ 　 温度 、 湿度试验 ２ ……………………………………………………………………………………… 　 ４．３ 　 机械试验 ９ …………………………………………………………………………………………… 　 ４．４ 　 耦合试验 １２ …………………………………………………………………………………………… ５ 　 失效结果处理 １５ …………………………………………………………………………………………… 参考文献 １６ …………………………………………………………………………………………………… Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ３８３４１ — ２０１９ 前 　　 言 　　 本标准按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — ２００９ 给出的规则起草 。 本标准由全国微机电技术标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ３３６ ） 提出并归口 。 本标准起草单位 ： 东南大学 、 华为技术有限公司 、 佛山市川东磁电股份有限公司 、 中机生产力促进中心 、 浙江博亚精密机械有限公司 、 沈阳国仪检测技术有限公司 、 无锡华润上华科技有限公司 、 北京大学 、 中北大学 、 中国科学院电子学研究所 、 北京必创科技股份有限公司 。 本标准主要起草人 ： 王磊 、 黄创君 、 于振毅 、 陆学贵 、 朱悦 、 夏长奉 、 黄庆安 、 龙克文 、 石云波 、 李海斌 、 肖昆辉 、 郑凤杰 、 张威 、 程逸轩 、 马书 鯼 、 陈得民 。 Ⅲ 犌犅 ／ 犜 ３８３４１ — ２０１９ 微机电系统 （ 犕犈犕犛 ） 技术 犕犈犕犛 器件的可靠性综合环境试验方法 １ 　 范围 本标准规定了 ＭＥＭＳ 器件可靠性综合环境的试验方法和失效结果处理 。 本标准适用于需要进行可靠性试验的 ＭＥＭＳ 器件 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。 凡是注日期的引用文件 ， 仅注日期的版本适用于本文 件 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本 （ 包括所有的修改单 ） 适用于本文件 。 ＧＢ ／ Ｔ２６１１１ 　 微机电系统 （ ＭＥＭＳ ） 技术 　 术语 ３ 　 术语和定义 ＧＢ ／ Ｔ２６１１１ 界定的术语和定义适用于本文件 。 ４ 　 试验方法 ４ ． １ 　 预处理 ４ ． １ ． １ 　 概述 试验前应对器件进行预处理 。 若器件使用时不需要焊接或者使用者认定焊接不会对器件产生影 响 ， 则无需进行预处理 。 ４ ． １ ． ２ 　 目的 本试验模拟器件在实际使用时因为焊接所经历的各种环境的影响 。 由于焊接工艺过程中温度与湿 度影响有可能造成器件产生热失配应力 、 水汽蒸发造成的大应变 ， 以及有机物污染等失效 。 因此 ， 有焊接需要的器件应进行此试验 。 ４ ． １ ． ３ 　 设备 试验设备包括一台能在规定温度下恒温的温控试验箱 、 一台可在规定温度和湿度下工作的浸湿设 备 ， 以及一台能够达到规定温度的回流焊设备 。 ４ ． １ ． ４ 　 程序 ４ ． １ ． ４ ． １ 　 试验箱的维护和初始处理 试验计时开始前 ， 温度试验箱应保留足够的升温时间 ， 以保证所有待测样品温度尽量均匀 ； 浸湿设 备应保留足够的控温 、 控湿时间 ， 其中所有的待测器件均应达到指定的温度和湿度 。 １ 犌犅 ／ 犜 ３８３４１ — ２０１９ ４ ． １ ． ４ ． ２ 　 试验顺序 将器件置入温控试验箱 ， 达到规定时间时将其取出立即置入浸湿设备 ； 在达到规定浸湿时间时将其取出并立即进行回流焊 ， 回流焊试验应进行至少 ３ 次 ； 回流焊试验完成后将器件取下准备进行后续试验 。 ４ ． １ ． ４ ． ３ 　 试验条件和试验时间 预处理试验条件见表 １ ， 其中 ： ａ ） 　 烘烤温度为应达到的最低实验温度 ， 温控试验箱中所有待测器件应达到该温度 ， 并应保证监测到的温度达到此要求 ， 若无其他规定 ， 烘烤试验时间应不小于 ２４ｈ ； ｂ ） 　 浸湿温度与湿度为应达到的实际温度与湿度 ， 在温湿度试验箱中所有的待测器件应达到该温度与湿度 ； ｃ ） 　 回流焊峰值温度为回流焊时应达到的最低峰值温度 ， 回流焊设备应具有温度监控能力 ， 若无其他规定 ， 试验次数应不小于 ３ 次 。 宜使用试验条件 Ａ 或 Ｂ 。 表 １ 　 预处理试验条件 试验条件烘烤温度 ℃ 浸湿温度 ℃ 浸湿相对湿度浸湿时间 ｈ 回流焊峰值温度 ℃ Ａ １２５ ＋２ 　 ０ ３０±２ ６０％±２％ １９２ ２６０ ＋２ 　 ０ Ｂ １２５ ＋２ 　 ０ ６０±２ ６０％±２％ ４０ ２６０ ＋２ 　 ０ ４ ． ２ 　 温度 、 湿度试验 ４ ． ２ ． １ 　 高温工作试验 ４ ． ２ ． １ ． １ 　 概述 待测器件加电置于试验箱内 ， 配套的驱动电路板或测试板应在试验温度下稳定工作 。 ４ ． ２ ． １ ． ２ 　 目的 本试验在器件带电工作的情况下确定 ＭＥＭＳ 器件在高温下工作的可靠性 ， 试验对象主要为高集成设备中在高环境温度下工作的 ＭＥＭＳ 器件 。 ４ ． ２ ． １ ． ３ 　 设备 试验设备包括一台可以电引出的 ， 能在规定温度下恒温的温控试验箱和 ４．２．１．４．４ 中的相关设备 。 ４ ． ２ ． １ ． ４ 　 程序 ４ ． ２ ． １ ． ４ ． １ 　 试验箱的维护和初始处理 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匀 。 ４ ． ２ ． １ ． ４ ． ２ 　 试验条件和试验时间 表 ２ 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 ， 并保障监测到的 ２ 犌犅 ／ 犜 ３８３４１ — ２０１９ 温度达到要求 。 若无其他规定 ， 试验时间应不小于 ７２ｈ 。 宜采用试验条件 Ｂ 。 表 ２ 　 高温工作试验条件 试验条件最低试验温度 ℃ Ａ ８５ ＋２ 　 ０ Ｂ １０５ ＋２ 　 ０ Ｃ １２５ ＋２ 　 ０ ４ ． ２ ． １ ． ４ ． ３ 　 样品检验的准备工作 试验前将待测器件取出 ， 自然散热 ２ｈ ～ ４８ｈ 至室温 ， 最长应不超过 ９６ｈ ， 然后在标准试验条件中进行测试 。 ４ ． ２ ． 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相应故障码判定器件是否失效 ； ｂ ） 　 采用红外光学检测 ， 若器件内部有异常发热点 、 粘附 、 电击穿痕迹等现象 ， 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 ． ２ 　 高温贮存试验 ４ ． ２ ． ２ ． １ 　 目的 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 。 ４ ． ２ ． ２ ． ２ 　 设备 试验设备包括一台能在规定温度下恒温的温控试验箱和 ４．２．２．３．４ 中的相关设备 。 ４ ． ２ ． ２ ． ３ 　 程序 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匀 。 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 。 若无其他规定 ， 试验时间应不小于 ７２ｈ 。 宜采用试验条件 Ｂ 。 ３ 犌犅 ／ 犜 ３８３４１ — ２０１９ 表 ３ 　 高温贮存试验条件 试验条件最低试验温度 ℃ Ａ ８５ ＋２ 　 ０ Ｂ １０５ ＋２ 　 ０ Ｃ １２５ ＋２ 　 ０ Ｄ １５０ ＋２ 　 ０ 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 ２