GB/T38341-2019
微机电系统（MEMS）技术MEMS器件的可靠性综合环境试验方法
Micro-electromechanicalsystemtechnology—ThereliabilitytestmethodsofMEMSinintegratedenvironments
- 中国标准分类号（CCS）L55
- 国际标准分类号（ICS）31.200
- 实施日期2020-04-01
- 文件格式PDF
- 文本页数19页
- 文件大小1.23M
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微机电系统（MEMS）技术MEMS器件的可靠性综合环境试验方法
国家标准 GB/T38341一2019 微机电系统(MIEMS)技术 MEMS器件的可靠性综合环境试验方法 Mieroelectromechaniealsystemtechnology ThereliabilitytestmethodsofMEMSinintegratedenvironents 2019-12-31发布 2020-04-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花警理委员会国家标准
GB/38341一2019 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 .中
.中 试验方法 4.1预处理 4.2温度、湿度试验 4.3机械试验 4.4耦合试验 失效结果处理 参考文献
GB/38341一2019 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009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、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、马书娜、陈得民
GB/38341一2019 微机电系统(MEMS)技术 MEMS器件的可靠性综合环境试验方法 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
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
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GB/T26111微机电系统(MEMS)技术术语 术语和定义 GB/T26111界定的术语和定义适用于本文件 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
目的 4.1.2 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
GB/T38341一2019 4.1.4.2试验顺序 将器件置人温控试验箱,达到规定时间时将其取出立即置人浸湿设备;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; 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 烘烤温度 浸湿温度 浸湿时间 回流焊峰值温度 试验条件 浸湿相对湿度 192 125 30士2 60%士2% 260 A0 125+ 60士2 60%士2% 260+ 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
GB/38341一2019 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 最低试验温度 试验条件 5+ B 105+" 125+" 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一48h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 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 a 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; 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
c 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
GB/T38341一2019 表3高温贮存试验条件 最低试验温度 试验条件 85+ 105书 125+ 150+" 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2h48h至室温,最长应不超过96h,然后在标 准试验条件下进行测试
4.2.2.3.4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 器件如有内置检测电路,可根据内置检测电路获得的故障码判定器件是否失效 a b) 采用红外光学检测.若器件内部有粘附等现象,即判定器件失效 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
c 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
4.2.3低温贮存试验 4.2.3.1目的 本试验在器件不带电工作的情况下确定MEMS器件在低温下较长时间贮存的可靠性,试验对象为 贮存期间处于较低温度环境的器件
4.2.3.2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4.2.3.3.4中的相关设备
4.2.3.3程序 4.2.3.3.1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 保留足够的降温时间,以保证所有待测样品温度尽量均匀
4.2.3.3.2试验条件和试验时间 表4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A
GB/38341一2019 表4低温贮存试验条件 最低试验温度 试验条件 -40-" -55 B 4.2.3.3.3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,自然升温2h一48h至室温,最长应不超过96h,然后在标 准试验条件下进行测试
4.2.3.3.4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 器件如有内置检测电路,可根据内置检测电路获得的故障码判定器件是否失效 aa b)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
4.2.4温度循环试验 4.2.4.1概述 由于MEMS器件在工艺、结构、封装上的特点,其在高低温交替变化下造成的应力等因素可能会出 现可靠性问题
样品在规定条件下应连续不中断完成不少于10次循环运行
在此期间,由于试验设计 或设备故障,可中断试验,但中断次数不应超过规定循环总次数的10%
4.2.4.2目的 高、低温交替环境会使器件内部产生交变应力,对于不同的材料可能会产生疲劳或者蠕变等效应， 最终造成失效
本试验在器件不带电工作的情况下确定MEMS器件在高、低温交替变化下的可靠性， 试验对象为工况温度会出现高低温交替变化的器件
4.2.4.3设备 试验设备包括一台能工作在规定温度范围内的温控试验箱和4.2.4.4.4中的相关设备
温控试验 箱在最大负荷时的热容量和空气流量应能保障规定的试验条件和计时要求
试验时应使用相关设备实 时连续记录箱内环境温度
通过设计和调整试验箱的结构使样品和温控箱的热传导降至最低
4.2.4.4程序 4.2.4.4.1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
设备的加温与降温能力调整后应达到规定的要求,样品应放置在不影响空气流动的地方
4.2.4.4.2试验条件和试验时间 表5规定了试验温度范围与周期,温控试验箱中所有的待测器件均应达到该温度
试验循环应不
GB/T38341一2019 小于100次
宜采用试验条件C
试验中升温、降温和停留时间见图1
表5温度循环试验条件 试验温度范围 周期 试验条件 0-!75+ B -40-"85+" -45-g~125+ D -55-！~85+ E -55-8125+格" -55-g150+" 100 60min 高温 80 60 15min 15min 40 室温 20 15min 15min -20 60min 低温 -40 -60 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 时间/minm 温度循环周期内的时间分布要求 图1 4.2.4.4.3样品检验的准备工作 试验后立即取出器件,自然升温/降温2h48h至室温,最长应不超过96h,然后在标准试验条件 下进行测试
4.2.4.4.4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
GB/38341一2019 器件如有内置检测电路,可根据内置检测电路获得的检测码判定器件是否失效 a b 采用红外光学检测,若器件内部有粘附等现象,即判定器件失效; 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
c 如有必要可进一步进行破坏性物理分析,以确定是否有结构材料疲劳和未检出的其他失效
4.2.5恒定湿热加速试验 4.2.5.1 概述 由于MEMS器件在工艺、结构、封装上的特点,其在温度、湿度作用下可能会出现诸如粘附、应力等 可靠性等问题
本试验是针对温度、湿度作用的加速试验
表6中不包括的条件可参照 GB/T2423.3一2016的方法
4.2.5.2目的 温度与湿度环境可能会造成器件内部湿度提高,或者使塑料封装等材料含水量增高,从而可能造成 器件失效或者在其他载荷作用下产生失效
本试验在器件不带电工作的情况下确定MEMS器件在温 度.湿度环境下的可靠性,试验对象为在一定温度和遏度环境下工作的器件.
4.2.5.3设备 台能工作在规定温度、,湿度下工作的温湿度试验箱和4.2.5.4.4中的相关设备
试验设备包扬- 4.2.5.4程序 4.2.5.4.1试验箱的维护和初始处理 应对温湿度试验箱的结构,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、 湿度达到要求
试验计时开始前应保留足够的升温、加湿时间,以保证所有待测样品温度、湿度尽量 均匀 4.2.5.4.2试验条件和试验时间 表6规定了最低试验温度与最低试验湿度,温湿度试验箱中所有的待测器件均应达到该温度、湿 度
若无其他规定,试验时间应不小于72h
宜采用试验条件A
表6恒定湿热加速试验条件 最低试验温度 试验条件 最低试验相对湿度 s5% 十3 85 B 95+" 95%士3% 4.2.5.4.3样品检验的准备工作 试验后立即取出器件,在标准环境中自然散热和散湿2h一48h,一般湿度试验应在48h内完成测 试,如需延长放置时间,应将样品保存在密封袋中,可以延长至96h,然后在标准试验条件下进行测试
GB/T38341一2019 4.2.5.4.4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检测码判定器件是否失效; b) 采用红外光学检测,若器件内部有粘附等现象,即判定器件失效; 采用x光成像检测,若器件内部有粘附等现象,即判定器件失效
c 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
4.2.6高压湿热试验 4.2.6.1概述 由于MEMS器件的工艺、结构和封装特点,其在温度、,湿度作用下可能会出现诸如粘附、大应力等 可靠性问题
将处于不带电工作状态的待测器件放置于规定的温度、湿度、压力环境中可以极大地加速 温度、湿度的作用
本试验是比恒定湿热加速试验(见4.2.5)更快的加速方案
4.2.6.2目的 本试验在器件不带电工作的情况下确定MEMS器件在温度,湿度环境下的可靠性
4.2.6.3设备 试验设备包括一台能工作在规定温度、湿度、气压下工作的加压温湿度试验箱和4.2.6.4.4中的相 关设备
4.2.6.4程序 4.2.6.4.1试验箱的维护和初始处理 应对温湿度试验箱的结构、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 谋度.气压达到要求
试验计时开始前保留足够的升温,加湿,加E时间,以保证所有待测样品昌度.,逊 度尽量均匀,且压力不会突变
4.2.6.4.2试验条件和试验时间 表7规定了最低试验温度、湿度、压力,在加压温湿度试验箱中所有的待测器件均应达到该温度、湿 度,若无其他规定,试验时间应不小于12h
宜采用试验条件A 表7高压湿热试验条件 最低试脸温度 最低试验压力 试验条件 最低试验相对湿度 Atm 130+ 85%土3% 121+， 100%一3% B 4.2.6.4.3样品检验的准备工作 试验后器件在标准环境中自然散热和散湿2h48h,一般湿度试验应在48h内完成测试,如需延
GB/38341一2019 长放置时间,应将样品保存在密封袋中,可以延长至96h,然后在标准试验条件下进行测试
4.2.6.44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 器件如有内置检测电路,可根据内置检测电路获得的检测码判定器件是否失效 b)采用红外光学检测,若器件内部有粘附等现象,即判定器件失效 采用X光成像检测,若器件内部有粘附等现象,即判定器件失效
c 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
4.3机械试验 4.3.1机械冲击试验 4.3.1.1 概述 由于MEMsS器件在工艺,结构和封装上的特点,其在高冲击下可能会出现断裂、粘附等可靠性间 题
考虑到MEMS器件具有在某一方向上对冲击敏感的特征,因此试验的冲击方向应尽量和敏感方向 相同
4.3.1.2目的 冲击有可能造成MEMS器件发生结构断裂、碎屑或粘附等失效
本试验在器件不带电工作的情况 下确定器件在较高冲击和高冲击下的可靠性 4.3.1.3设备 试验设备包括一台能够达到规定加速度值、脉冲宽度的冲击台和4.3.1.4.4中的相关设备
4.3.1.4程序 4.3.1.4.1试验设备的维护和初始处理 将冲击台安装在牢固的固定台面上,并应将设备调至水平
所有冲击台均应配有可在x、Y,Z和 -X、-Y、一Z六个方向调整的夹具
通常夹具应为金属制作,如钢、铜、铝等,并用螺栓固定在冲击台 上
冲击试验前应使用冲击台装载夹具后进行预冲击,并应调整设备参数使测量得到的参数满足规定 值后再加载器件进行冲击
4.3.1.4.2试验顺序 器件在X、,Y,Z和一x、-Y、一Z共六个方向上依次承受规定的冲击次数、冲击加速度和脉冲 宽度
4.3.1.43试验条件 表8规定了机械冲击试验条件
冲击台应配有监测加速度值的加速度传感器,测量脉冲宽度需测 量上升到10%峰值和下降到10%峰值的时间
加速度值的实测值应在规定值的士5%以内;脉冲宽度 的实测值在规定值的士5%以内
试验次数应不少于3次,可进行多值试验
试验后可立即对器件 进行测试
宜使用试验条件F、I,N
如果待测器件在储运、组装和应用过程中受到的冲击可控,则可以 使用低于F的试验条件
表8中不包括的条件可参照GJB548A-96,方法2002A
GB/T38341一2019 表8机械冲击试验条件 加速度值 脉冲宽度 试验条件 m/s nms 49士2.45 1.0士0.05 B 98士4.9 1.0士0,05 490士24.5 1.0士0.05 980士49 1.0士0.05 D E 4900士245 1.0士0.05 9800土490 1.0士0.05 G 9800土490 0.5士0.025 H 9800士490 0.2士0.01 29400士1470 0.5士0.025 29400士1470 0.2士0.01 K 49000士2450 0.5士0.025 49000士2450 0.2士0.01 M 58800士2940 0.5士0,025 N 58800士2940 0,2士0,01 0.2士0.01 98000士4900 98000士4900 0.1士0.005 4.3.1.4.4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 器件如有内置检测电路,可根据内置检测电路获得的检测码判定器件是否失效; a b) 采用红外光学检测,若器件内部有断裂、碎屑、粘附等现象,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、断裂,碎屑、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
4.3.2随机机械振动试验 4.3.2.1 概述 由于MEMS器件在工艺、结构、封装上的特点,其在长期振动下可能会出现疲劳、碎屑转移等可靠 性问题
考虑到MEMS器件往往具有在某一方向上对振动敏感的特征,而碎屑的移动往往也在某一方 向上比较容易出现,因此试验的振动方向应尽量平衡上述两个敏感方向
4.3.2.2目的 振动环境可能造成器件发生碎屑移动和疲劳,最终造成失效
本试验在器件不带电工作的情况下 确定MEMS器件在长期振动下的可靠性
10
GB/38341一2019 4.3.2.3设备 试验设备包括一台能够达到规定振动频率范围、功率谱密度、均方根加速度的振动台和4.3.2.4.4 中的相关设备
4.3.2.4程序 4.3.2.4.1试验箱的维护和初始处理 将振动台安装在牢固的固定台面上,并应将设备调至水平
所有振动台均应配有可在X、Y、Z三 个方向调整的夹具
通常夹具应为金属制作,钢、铜、铝等材料均可以,并用螺栓固定在振动台上
4.3.2.4.2试验顺序 器件在X、Y、Z共三个方向上承受规定的振动时间,振动！值和频率
4.3.2.4.3试验条件和试验时间 按表9规定的试验条件进行振动试验
振动台应配有监测
值和振动频率的传感器
均方根加 速度的实测值与规定值的误差应不超过土1%,频率的实测值与规定值的误差应不超过土1%
应使用 相应的分析软件或计算软件换算频率范围,功率谱密度、均方根加速度
试验时间应不少于1h
试验 后可立即对器件进行测试
宜使用试验条件A
表9随机机械振动试验 频率范围 功率谱密度 均方根加速度 试验条件 m/s=)'/HH Hz m/s 202000 0,002 19.6 B 2020000 0.002 98 2040000 0.002 147 ID 2060000 0,002 196 20一2000 0,005 24.5 0.005 122.5 2020000 20一40000 0.005 176.4 H 20~60000 0,005 245 202000 0.01 29.4 2020000 0.01 147 K 2040000 0.01 215.6 20~60000 0.01 294 M 202000 0.015 39.2 N 20~20000 0,015 196 2040000 0.015 294 O 20~60000 0.015 392 11
GB/T38341一2019 4.3.2.4.4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检测码判定器件是否失效; b) 通过红外光学检测,若器件内部有碎屑等现象,即可判定器件失效; 通过X光成像检测,若器件内部有碎屑等现象,即可判定器件失效
c 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
4.4耦合试验 4.4.1湿热-冲击耦合试验 4.4.1.1概述 由于MEMS器件在工艺、结构,封装上的特点,其在温度、湿度和冲击下耦合作用可能更易出现粘 附等可靠性问题,因此应进行耦合试验
但考虑到某些MEMS器件具有开放性的封装,其存储和工作 环境受到一定限制,因此在4.4.1.4.2中除立即试验外增加了可以进行散湿的规定
4.4.1.2目的 本试验在器件不带电工作的情况下确定MEMS器件在温度、,湿度和冲击下耦合作用的可靠性
4.4.1.3设备 试验设备为4.2.5.3规定的设备,4.3.1.3规定的设备,见表9
4.4.1.4程序 4.4.1.4.1试验设备的维护和初始处理 试验设备的维护和初始处理按4.2.5.4.1和4.3.1.4.1的规定
4.4.1.4.2试验顺序 首先进行恒定湿热加速试验,之后立即进行机械冲击试验
机械冲击试验遵循4.3.1.4.2规定的试 验顺序
如果待测器件具有明确的散热和散湿需求,可让器件在恒定湿热加速试验后,在标准环境中自 然散热和散湿2h一48h,湿度试验应在48h内完成测试,如需延长放置时间,应将样品保存在密封袋 中,可以延长至96h,然后进行机械冲击试验
4.4.1.4.3试验条件和试验时间 恒定湿热加速试验按4.2.5.4.2规定的试验条件和试验时间;机械冲击试验遵循4.3.1.4.3规定的试 验条件;稠合试验可以从两组条件中选取进行组合,恒定湿热加迷试验条件宜选取A,机械冲击试验条 件宜选取F，见表9
4.4.1.4,4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 器件如有内置检测电路,可根据内置检测电路获得的检测码判定器件是否失效 a b 采用红外光学检测,若器件内部有断裂、碎屑、粘附等现象,即判定器件失效 采用X光成像检测,若器件内部有引线脱落、断裂、碎屑、粘附等现象,即判定器件失效
c 12
GB/38341一2019 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
4.4.2高温-振动稠合试验 4.4.2.1 概述 由于MEMS器件在工艺、结构、封装上的特点,其在高温和振动耦合作用下可能更易出现粘附等可 靠性问题,因此应进行耦合试验
4.4.2.2目的 本试验在器件不带电工作的情况下确定MEMS器件在温度和振动耦合作用下的可靠性
4.4.2.3设备 试验设备为4.2.2.2规定的设备,4.3.2.3规定的设备
4.4.2.4程序 4.4.2.4.1试验设备的维护和初始处理 试验设备的维护和初始处理按4.2.2.3.1和4.3.,2.4.1的规定
4.4.2.4.2试验顺序 高温贮存试验和随机机械振动试验同时进行
随机机械振动试验遵循4.3.2.4.2规定的试验顺序
4.4.2.4.3试验条件和试验时间 高温贮存试验遵循4.2.2.3.2规定的试验条件和试验时间，随机机械振动试验遵循4.3.2.4.3规定 的试验条件
鹏合试验可以从两组条件中选取进行组合,高温贮存试验条件宜选取B,随机机械振动试 验条件宜选取A，见表9
44.2.4.4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 器件如有内置检测电路,可根据内置检测电路获得的检测码判定器件是否失效 aa b) 采用红外光学检测,若器件内部有断裂、碎屑、粘附等现象,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、断裂,碎屑、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
4.4.3低温-振动稠合试验 4,4.3.1概述 由于MEMS器件在工艺、结构、封装上的特点,其在低温和振动耦合作用下可能更易出现粘附等可 靠性问题,因此应进行耦合试验
4.4.3.2目的 本试验在器件不带电工作的情况下确定MEMS器件在温度和振动耦合作用下的可靠性
4.4.3.3设备 试验设备为4.2.3.2规定的设备,4.3.2.3规定的设备
13
GB/T38341一2019 4.4.3.4程序 4.4.3.4.1试验设备的维护和初始处理 试验设备的维护和初始处理遵循4.2.3.3.1和4.3.2.4.l的规定
4.4.3.4.2试验顺序 低温贮存试验和随机机械振动试验同时进行
随机机械振动试验遵循4.3.2.4.2规定的试验顺序
4.4.3.4.3试验条件和试验时间 低温贮存试验遵循4.2.3.3.2规定的试验条件和试验时间，随机机械振动试验遵循4.3.2.4.3规定 的试验条件
耦合试验可以从两组条件中选取进行组合,低温贮存试验条件宜选取A,随机机械振动试 验条件宜选取A，见表9
4.4.3.4,4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检测码判定器件是否失效 b 通过红外光学检测,若器件内部有断裂、碎屑、粘附等现象,即可判定器件失效 c 通过X光成像检测,若器件内部有引线脱落、断裂、碎屑、粘附等现象,即可判定器件失效
如 有必要可进一步进行破坏性物理分析,用以确定是否有未检出的其他失效
4.4.4湿热-振动稠合试验 4.4.4.1概述 由于MEMS器件在工艺、结构、封装上的特点,其在湿热和振动合作用下可能更易出现粘附等可 靠性问题,因此需要进行耦合试验
4.4.4.2目的 本试验在器件不带电工作的情况下确定MEMS器件在湿热和振动耦合作用下的可靠性
4.4.4.3设备 试验设备为4.2.5.3规定的设备,4.3.2.3规定的设备
4.4.4.4程序 试验设备的维护和初始处理 4.4.4.4.1 试验设备的维护和初始处理遵循4.2.5.4.1和4.3.2.,4.1的规定
4.4.4.4.2试验顺序 恒定湿热加速试验和随机机械振动试验同时进行
随机机械振动试验遵循4.3,2.4.,2规定的试验 顺序 4.4.4.4.3试验条件和试验时间 恒定湿热加速试验遵循4.2.5.4.2规定的试验条件和试验时间;随机机械振动试验遵循4.3.2.4.3 14
GB/38341一2019 规定的试验条件
耦合试验可以从两组条件中选取进行组合,低温贮存试验条件宜选取A,随机机械振 动试验条件宜选取A，见表9 4.4.444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失效 器件如有内置检测电路,可根据内置检测电路获得的检测码判定器件是否失效 a b 采用红外光学检测,若器件内部有断裂,碎屑、粘附等现象,即判定器件失效 采用X光成像检测,若器件内部有引线脱落、断裂、碎屑,粘附等现象,即判定器件失效 c 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
失效结果处理 测试失效定义为性能参数不符合测试的器件规范
任何由于环境测试导致的外部物理破坏的器件 也应被认为是失效的器件
如果失效的原因被厂商和使用者认为是非正确运转、静电放电或其他与测 试条件不相关的原因,就不对这类失效进行统计,但应作为提交数据上报 15
GB/T38341一2019 参 考文献 [[1]GB/T2423.3一2016环境试验第2部分;试验方法试验Cab;恒定湿热试验 [2]GJB548A-96微电子器件试验方法和程序 16
微机电系统（MEMS）技术及其器件的可靠性综合环境试验方法GB/T38341-2019
MEMS技术是一种将微观系统与电子、机械和光学元器件相结合的技术。它涉及到微型机械、电子、化学和生物技术领域，应用广泛，并在移动设备、汽车、医疗、航空航天、工业自动化等领域得到了广泛应用。
MEMS技术的核心是制造微小的机械零件和传感器，并且可以通过集成电路进行控制和采集数据。由于这些器件非常小，因此它们对环境非常敏感，如温度、湿度、压力、振动等都可能影响器件的性能和寿命。
为了保证MEMS器件的可靠性和稳定性，需要进行严格的综合环境试验。GB/T38341-2019是中国国家标准化委员会发布的MEMS器件可靠性综合环境试验方法标准，包括加速度、温度、湿度、气压、机械振动等多个方面的试验。
其中，加速度试验主要用于检测器件在快速运动或突然停止时的耐受能力；温度试验可以模拟器件在不同温度下的工作状况；湿度试验可以检测器件在高湿度环境下的稳定性；气压试验可以模拟器件在高海拔环境下的工作状态；机械振动试验可以模拟器件在交通运输过程中的使用情况。
通过对上述试验的综合评估，可以得出MEMS器件在复杂环境下的可靠性和稳定性。这有助于制造商在产品开发和设计阶段找到潜在问题并进行优化，提高产品的质量和可靠性，使其能够更好地适应各种应用场景。
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