可靠性定義可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成規(guī)定任務(wù)的概率和可能性。電子產(chǎn)品和系統(tǒng)是在一定的應(yīng)用條件下、一定使用時(shí)間內(nèi)發(fā)揮作用。各種產(chǎn)品的應(yīng)用條件各不相同，如空調(diào)主要是溫濕度的影響，而沖擊的變化不大；汽車電子，不僅溫濕度變化很大，而且震動(dòng)很大，機(jī)械沖擊也很大。各種電子產(chǎn)品的使用壽命要求也不一樣，如手機(jī)，壽命1－3 年；而汽車電子、通訊設(shè)備的壽命要求很高。所以在特定條件下，在特定時(shí)間范圍內(nèi)，我們希望產(chǎn)品的失效不能超過某一個(gè)程度，完成產(chǎn)品所能完成任務(wù)的概率或可能性就是產(chǎn)品的可靠性?？煽啃允呛拖鄳?yīng)的載荷、使用環(huán)境、應(yīng)用周期有關(guān)。
電子產(chǎn)品失效方式主要有裂紋、斷裂、電性能失效等。在機(jī)械載荷條件下，疲勞失效以裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)大方式。沖擊性載荷會(huì)以脆性斷裂的失效方式，應(yīng)力比較集中造成，界面比較明顯。電化學(xué)載荷以電遷移和晶枝的生長(zhǎng)而失效。
電子產(chǎn)品除了受到低周載荷外，還會(huì)受到周期性彎曲載荷、周期性的震動(dòng)等，由于沒有溫度的作用，都稱周期性機(jī)械載荷。由于它能達(dá)到上萬(wàn)次循環(huán)才使產(chǎn)品失效，所以稱高周期載荷。比如按壓鍵盤的次數(shù)可以做到100 萬(wàn)次。每次都是一個(gè)疲勞過程。每次按下都沒有超過它的機(jī)械強(qiáng)度，但按了很多次后，產(chǎn)品疲勞失效。沖擊性載荷有些產(chǎn)品如手機(jī)意外跌落會(huì)受到載荷沖擊；有些板做ITC 時(shí)，會(huì)對(duì)PCB 施加一定的力，這些力使印制板受到損壞。這些載荷是非周期性的，稱作沖擊載荷。
計(jì)算機(jī)開機(jī)、關(guān)機(jī)冷熱周期性變化、汽車電子周圍環(huán)境的變化都屬于周期性載荷，也稱熱機(jī)械載荷。高低溫?zé)嵫h(huán)試驗(yàn)就是模仿實(shí)際應(yīng)用中的熱機(jī)械載荷，來(lái)分析焊點(diǎn)的失效原因。焊點(diǎn)產(chǎn)生失效的主要原因是PCB 與安裝元件兩者的熱膨脹系數(shù)不匹配造成。例如PCB 焊盤上安裝陶瓷片狀電阻，兩種材料的熱膨脹系數(shù)分別為：陶瓷3－5ppm /℃，PCB 16－25ppm / ℃。陶瓷和PCB 材料比較硬，而焊料較軟。當(dāng)溫度從0 度上升到100 度，PCB 以16－25 的速率膨脹，而陶瓷膨脹速率很慢，使焊點(diǎn)處入受拉狀態(tài)；當(dāng)溫度從100 度下降到0 度時(shí)，相反程度發(fā)展，焊點(diǎn)受到周期性的剪切應(yīng)力應(yīng)變，當(dāng)循環(huán)達(dá)到1000－6000 次時(shí)，焊點(diǎn)出現(xiàn)力學(xué)的疲勞裂紋。由于在循環(huán)次數(shù)不高的情況下發(fā)生疲勞失效，稱作低周疲勞。
長(zhǎng)時(shí)間在低溫極限停留，焊點(diǎn)表面會(huì)產(chǎn)生失效損傷，晶粒之間有滑移損傷，力學(xué)性能降低，強(qiáng)度降低很大。由于高溫愈合效果，長(zhǎng)時(shí)間在高溫極限停留，焊點(diǎn)表面無(wú)明顯損傷。實(shí)際環(huán)境溫度的變化使焊點(diǎn)受到拉/壓雙向應(yīng)力，這是影響焊點(diǎn)熱機(jī)械疲勞失效的重要影響因素。
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