温度变化的例子

7.4 温度变化的例子
另一个例子是来自[4]，在其文章中，斯米特森Smithson举了一个通过热冲击循环来发现三极管分层问题的实验。将40万个三极管样品分成四组,每组10万个然后通过不同的热冲击循环，热冲击温度变化速度从5C/min到25C/min，循环直到所有的不良品都失效约10％为止。直到最后一个失效所需的循环次数画在双对数线性图上如图7.2所示的温度变化率和不良所需循环次数，直线形式符合7.1的公式。由图所示在5C/min需要400个循环而在25C/min只需要4个循环，作者推导在40C/min是只需要一个循环，也在图中显示出来。实验的结果只是针对某一种具体的故障并不是完全适合于任何一种故障形式。
图7.2可以计算出筛选时间和温度变化率的关系，在两端是：
1、5C/min需要的筛选时间是440小时
2、40C/min需要的筛选时间是0.1小时
由此看到相差4400倍！这就意外着运行在40C/min的热冲击实验设备测试所得的结果在5C/min需要4400个同样设备才能达到！如果一个热冲击设备费用为5万美金，那么费用就会从五万飙升到2.2亿美金！同样，这还没有包括每台所需的测试工装夹具、操作人员以及厂房空间，电力需求。还要注意的是，由于减少在设备内壁热传递量和在短时间测试内壁温度延迟的原因，温变速度在60度/分消耗的液氮要少于25度/分。如果需要给测试产品吹制冷风的话，其效果更明显。
上述的例子是基于产品缺陷对温度变化比较敏感，当并不是所有的产品缺陷都敏感于温度变化。如果缺陷是敏感于循环次数和高低温度差的话，那么就需要选取最大的温度差得到所需循环的最少次数，筛选所需的时间就是循环次数和最高温差的线性关系而不再是指数关系，在此，筛选成本和温差范围成大概反比的关系。在当前技术下，由于产品的温度而不是测试腔温度是可以控制，驻留时间就可以省略。同时注意到现在领先的厂家使用的筛选方法是将同步施加几种应力从而达到测试设备最少化，同时在几种应力同时作用下发掘和找到比单个应力更多的缺陷。
目前为止，我们讨论了由于机械疲劳损坏的故障模式，这也是电子产品可能最常见到的问题也是我们为什么加于讨论的原因。失效机理领域是一个很广的领域也有许多这方面讨论的很好的书籍和论文。在此讨论的内容还远远没有覆盖足够广的内容，所有列出了一长串的参考文献供有兴趣的读者参考，得到更多。
参考【5】埃迪.哈基姆讨论了许多微电子故障模式值得推荐一读，其它列出的参考文献也是如此。