GB/T33768-2017
通信用光电子器件可靠性试验方法
Reliabilitytestmethodforoptoelectronicdevicesusedintelecommunications
- 中国标准分类号（CCS）M31
- 国际标准分类号（ICS）33.180.20
- 实施日期2017-12-01
- 文件格式PDF
- 文本页数38页
- 文件大小3.13M
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通信用光电子器件可靠性试验方法
国家标准 GB/T33768一2017 通信用光电子器件可靠性试验方法 Reliabilitytesmethodforoptoelectronicdevieesusedinteleecommunieations 2017-05-31发布 2017-12-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/33768一2017 目 次 前言 范围 规范性引用文件 2 术语和定义 -般要求 4.1试验类型 4.2试验设备 4.3试验环境 4.4抽样方案 4.5试验报告 详细要求 5.1符合性试验 5.1.1光电特性 5.1.2外形尺寸 5.1.3外部目检 5.2机械完整性试验 5.2.1机械冲击 5.2.2变频振动 5.2.3热冲击 光纤扭力 5,2.4 5.2.5光纤侧向拉力 5.2.6光纤拉力 5.2.7引脚牢固性 10 5.28连接器插拔耐 受力传输 12 5.2.9 5,3环境试验 13 13 5.3.1高温贮存 5.3.2 14 低温贮存 14 5.3.3温度循环 16 5.3.4恒定湿热 16 5.3.5抗潮湿循环 18 5.3.6高温寿命 19 5.4物理特性试验 5,4.l1 19 内部水汽含量 5.4.2密封性 20 5.4.3 ESD闵值 22 5,4.4 24 ESD抗扰度
GB/T33768一2017 27 5.4.5芯片剪切力 28 5.4.6可焊性 30 5.4.7引线键合强度 31 5.4.8可燃性 34 参考文献
GB/33768一2017 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
请注意本文件的某些内容可能涉及专利
本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任 本标准由工业和信息化部提出
本标准由工业和信息化部(通信)归口
本标准起草单位;武汉烽火科技集团有限公司、中兴通讯股份有限公司、信息通信研究院、深圳 新飞通光电子技术有限公司
本标准起草人;赵先明宋梦洋,江毅、龚雪、罗勇、邓智芳、杨春,武成宾,赵文玉、陈悦
GB/33768一2017 通信用光电子器件可靠性试验方法 范围 本标准规定了通信用光电子器件可靠性试验方法的术语和定义、一般要求、详细要求,包括试验的 目的、设备、条件、程序、检验及失效判据
本标准适用于通信用光电子器件,其他领域的光电子器件也可参照使用
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
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GB/T19001质量管理体系要求 GB/T21194通信设备用的光电子器件的可靠性通用要求 术语和定义 GB/T21194界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1 光电子器件 optoelectronicdevice 具有光电特性的元件
注包括但不限于激光二极管、发光二极管,光电二极管、雪崩光电二极管及由它们组成的组件或模块，统称“光电 子器件” 3.2 试样 specimen 用作可靠性试验的光电子器件样品
3.3 失效failure 光电子器件达不到规定的光电参数和/或物理参数时,称为失效
3.4 failureeriterion 失效判据 判定光电子器件失效的依据
-般要求 4.1试验类型 试验类型包括:符合性试验、机械完整性试验、环境试验和物理特性试验
4.2试验设备 应定期维护和校准试验设备
试验设备的维护、校准和调控应符合GB/T19001的相关规定
GB/T33768一2017 4.3试验环境 除非另有规定,所有试验应在下列标准大气条件的环境中进行 温度l5C35C; 相对湿度;45%~75% 大气压力:86kPa~106kPa
注若另有规定,可在试验报告上注明试验环境条件
4.4抽样方案 分立的光电子二极管,试样应从最少3批经过筛选步骤的产品中随机抽取;对于光电子组件,应从 个批次或若干批次(不超过一个月)的产品中随机抽取
批量数应大于抽取的试样数量
抽样方案见 表1[4]
通常规定批允许不合格品的百分数(LTPD)值是10或20,对应的试样数量是22或11
在L.TPD 值等于10时,最初的2个试样中若发现1只不合格的试样,第二次应重新抽取16只试样进行试验(应 一次抽样的批次中抽取) 在第 ),如果在第二次抽取的试样中没有不合格的试样,认为产品中的38个试样 有1只不合格,达到了ITPD为l0的标准;同样,LTPD为20时,如果最初的11只试样中发现1只不 合格的试样,第二次应重新抽取7只试样进行试验(应在第一次抽样的批次中抽取),如果没有发现另外 不合格的试样,那么,就达到了LTPD为20的标准
但抽样次数不得超过2次
表1LTPD抽样方案 30 20 1TPD(% 15 10 50 l.5 允许的失 效试样数 最少试样数(SS C 11 15 22 32 45 76 1l6 153 13 77 18 25 38 55 129 195 258 11 18 25 34 52 75 105 176 266 354 22 13 32 43 65 94 132 221 333 444 27 52 78 398 531 16 38 113 158 265 45 91 131 462 617 19 31 60 184 308 21 35 51 68 104 149 209 349 528 700 24 39 57 77 116 166 234 390 598 783 43 63 126 648 864 26 85 184 258 431 47 69 140 28 93 201 282 471 709 945 0 31 51 75 100 152 218 306 511 770 1025 4.5试验报告 无论采用任何一种试验项目以及方法进行试验,应根据实际的试验条件下进行试验所得到的数掘 编制试验报告,试验报告应至少包含以下内容 试样型号和数量; a
GB/33768一2017 b)试验条件; c 失效判据; d 失效数 结论
详细要求 5.1符合性试验 5.1.1光电特性 5.1.1.1 目的 确定在电压与温度发生波动时产品是否满足规定的光电性能指标
5.1.1.2设备 试验设备和要求如下: 高低温循环试验箱 直流稳压电源; 试验条件下能够监视试验温度、电压和电流的装置 -能使试样引出端有可靠的光电连接的光电插座和其他安装形式 -光电性能测试仪表相匹配的测试电路板
5.1.1.3条件 试验条件如下 试验温度正常工作温度、最高工作温度、最低工作温度 偏置电压;正常工作偏置电压、正常工作偏置电压增加5%、正常工作偏置电压减小5% 驱动电流;典型工作电流、额定工作电流
5.1.1.4程序 按以下程序进行试验: 将试样放人高低温循环试验箱,按5.1.1.3在规定3种试验温度下分别施加所规定的偏置电压 a 或驱动电流; b)当试样达到规定的试验温度后,稳定1h以上,然后再进行光电性能测试,并记录相应的试验 温度、偏置条件和光电性能测试数据
5.1.1.5检测 试样加载试验温度和偏置条件以及每次改变试验温度或偏置条件后,应在试样符合5.1.1.4的步骤 b)后再进行光电性能测试
5.1.1.6失效判据 完成试验后,试样出现下列情况之一判为失效 试样在输人相同偏置电压或驱动电流条件下,不同温度下的光电特性相比较,其主要光电参数 a 指标变化量超过20%,或发送光电子器件光功率变化量大于1.0dB,或接收光电子器件灵敏 度变化量大于1.0dB;
GB/T33768一2017 b 试样在最高工作温度下,不同偏置条件下或不同驱动电流时光电特性不满足规定的特性 要求; 试样在最低工作温度下,不同偏置条件下或不同驱动电流时光电特性不满足规定的特性要求
5.1.2外形尺寸 5.1.2.1目的 验证光电子器件的外形尺寸是否符合规定的要求
5.1.2.2设备 试验设备如下: 千分尺; 卡尺; 量规; 轮刚投影仪 其他
5.1.2.3条件 试验条件如下 试验环境;15C一35C,30%RH一60%RH 仪表的精确度应比试样外形尺寸精确度至少高一个数量级 5.1.2.4程序 若无其他规定,应测量试样的外壳、引脚以及关键部位尺寸
5.1.2.5检测 测量试样的外壳、引脚以及关键部位尺寸并记录相关的数据
5.1.2.6失效判据 测量的数据超过规定的尺寸公差或极限值
5.1.3外部目检 5.1.3.1目的 检验封装的光电子器件的工艺质量,也可以用来检验在试验过程中可能引起的损坏
通常作为对 试样试验前后外部的检查
5.1.3.2设备 试验设备为具有合适放大倍数并具有较大可见视场的光学仪器
5.1.3.3条件 试验条件如下 器件表面:采用1.5倍~10倍显微镜; 器件密封处:采用7倍10倍显微镜;
GB/33768一2017 -其他;采用10倍显微镜
5.1.3.4程序 当试样上有或疑似有外来物时,应用压力约为137kPa过滤的洁净气流进行吸人或吹出处理,然后 用相应倍数的显微镜进行检测
5.1.3.5检测 在1.5倍~10倍的显微镜下对试样表面进行检查,密封试样应在7倍10倍的显微镜下检验,其 他外部检验应在10倍的显微镜下进行
5.1.3.6失效判据 检测后,试样出现下列情况之一判为失效: 标志模糊不清或损坏或位置不符合适用规范的要求; a b 在密封交界区上存在任何可见的二次涂覆材料; 焊料或其他外来物质使引线之间或焊接区之间的绝缘间距减少到小于引线间距(对于焊接引 c 线为焊接区的间距)的50%,在任何情况下,这个距离都不能小于引线自身最小轮廓线径; 涂层缺陷(剥离,凹陷、起泡或腐蚀),没有这些缺陷的退色除外 d 由于损伤或加工过程形成的划痕,斑点,凹陷,使基层金属暴露; e 引线断裂、引线存在缺陷、引线有尖锐的弯曲、引线偏离正常状态夹角20°以上 5.2机械完整性试验 5.2.1机械冲击 目的 5.2.1.1 评估光电子器件经受装卸,运输或现场使用过程中突然受力或剧烈振动所产生冲击的承受能力
5.2.1.2设备 试验设备如下 能对试样施加如下冲击力的冲击装置;脉冲加速度:(300士20%)g(2000士20%)g;脉冲宽 度:0.5ms1.0ms;脉冲波形;半正弦波[3]
冲击脉冲的基频5倍以上的传感器
5.2.1.3条件 试验条件如下 加速度峰值:(300士100)g(模块)或(500士100)g器件和组件); -脉冲宽度;1.0士0.3)ms -冲击次数:5次冲击/方向,6个方向
5.2.1.4程序 按以下程序进行试验: 试验前应对试样的主要光电特性进行测试; a b 将试样外壳刚性地固定在冲击台上,应适当地保护外壳上引线或光纤,并采取措施防止由于 设备的“弹跳”而产生的重复冲击;
GB/T33768一2017 按规定的试验条件,选择所需脉冲在X1、X,Y1、Y,Z和Z，方向上各承受5次冲击
对于 其内部元件的主基座平面与Y轴垂直的器件,应把该元件趋向于脱出其安装基座的方向规定 为Y方向
以sFP模块为例,见图1
主轴 图1施力方向的取向示例 5.2.1.5检测 试验完成后,在不放大或放大不超过3倍情况下,对试样的外部进行检查
在放大10倍一20倍下 对外壳、引线或密封进行目检,并对试样主要光电特性进行测试
5.2.1.6失效判据 完成试验后,试样出现下列情况之一判为失效 外壳、引线或密封的缺陷、损坏,但是试验期间由于夹具或操作引起的标志损坏,不判为失效; a b特性参数值超过规定值 主要光电参数指标变化量超过20%,或发送光电子器件光功率变化量大于1.0dB,接收光电 c 子器件灵敏度变化量大于1.0dB 5.2.2变频振动 5.2.2.1 目的 确定在规定频率范围内振动对光电子器件的影响 5.2.2.2 设备 试验设备如下 能产生具有规定强度和所需扫频的振动装置; -测量所必需的光学和电子测试仪器
5.2.2.3 条件 试验条件如下 幅值:(1.52士0.1)n )mm;
GB/33768一2017 峰值加速度;20+g -频率;20Hz~2000H2; 循环次数:4个循环/方向,3个方向
5.2.2.4程序 按以下程序进行试验: 试验前应对试样的主要光电特性进行测试 a 将试样外壳刚性地固定在振动台上,引线或光纤也应适当固定 b c 试样在振动台上作等幅简谐振动,其振幅两倍幅值为(1.52士0.1)mm,其峰值加速度20+ 在向下变频率时,控制振幅大小,向上变频率时,控制峰值加速度值
振动频率在20Hz~ 2000Hz范围内近似对数变化
从20Hz2000Hz,然后从2000Hz回到20Hz的时间应 不少于4min; 在Xi、Y、Z，的三个方向上(见图1)各进行4次循环,总共12次
整个周期所需时间至少为 d 48min
5.2.2.5检测 试验完成后,在不放大或放大不超过3倍情况下,对试样的外部进行检查
在放大10倍20倍下 对外壳、引线或密封处进行目检;对试样主要光电特性进行测试
5.2.2.6失效判据 完成试验后,试样出现5.2.1.6a),b),c)中情况之一判为失效
5.2.3热冲击 5.2.3.1目的 确定密封光电子器件在遭受到温度剧变时的抵抗能力和产生的影响
5.2.3.2设备 试验设备如下: 能为工作区提供并控制达到规定温度,并且热容量和液体流量能使工作区的试样满足规定的 试验条件和计时要求的试验槽; 能连续监视指示或记录读数的温度传感器
5.2.3.3条件 试验条件如下 试验温度;高温100-yC和低温;0;C; 保持时间高温和低温各5mn: -循环次数:从高温到低温再从低温到高温为一次循环,共15次循环 转换时间高温到低温时间<10s
在该温度范围内,水沸水和冰水混合物)是可采用的介质
由于海拔的原因,水作为试验的介质 时,若达不到规定的温度容差,可用下面的试验条件代替 试验温度;高温;100-gC，低温:0+C; 循环次数;20次
GB/T33768一2017 5.2.3.4程序 按以下程序进行试验: a 试验前对试样的主要光电特性进行测试
b)将试样放于试验槽中,液体在试样周围的流动不应受到阻碍
试样放在高温中保持5min后,再将试样放人低温中保持5min; c 试样应在2min内达到规定的温度;从高温到低温,或从低温到高温的转换时间不得超过 10s
按照e)步骤进行15次循环
d 5.2.3.5检测 完成试验后,在不放大或放大不超过3倍情况下,对试样的标识进行检验;在放大10倍20倍的 情况下,对外壳引线或密封部位进行检验;并对试样主要光电特性进行测试
5.2.3.6失效判据 完成试验后,试样出现5.2.1.ba),b),c)中情况之一判为失效
5.2.4光纤扭力 5.2.4.1目的 评估在安装和使用时,光电子器件带尾纤的部分在遭受到外部扭动力时的抗扭动的能力
5.2.4.2设备 试验设备为能对尾纤施加2.45N19.6N的力并且在与力垂直方向作正、负90"旋转的光纤扭力 设备
5.2.4.3条件 试验条件如下 尾纤末端施加力;4.9N对于紧套或松套光纤),9.8N对于加强型光纤). 扭动受力点;距尾管3em处; 正,反方向循环各10次
5.2.4.4程序 按以下程序进行试验: a 试验前对试样的主要光电特性进行测试; b 将试样放置在扭力设备的适当位置上,使尾纤在扭动时不会受到阻碍 在距光电子器件尾管3c处固定夹具,给尾纤末端施加规定的力,同时水平旋转夹具,使光纤 c 向正方向旋转90",然后回到0",再向相反方向旋转90",再回到0',循环10次
5.2.4.5检测 试验完成后,测试试样的光电特性,检查光纤外观
5.2.4.6失效判据 完成试验后,试样出现下列情况之一判为失效:
GB/33768一2017 尾纤有机械损伤,如变形龟裂松弛、断裂等现象; a b 5.2.1.6b)或c). 5.2.5光纤侧向拉力 目的 5.2.5.1 评估在安装和使用时光电子器件带尾纤的部分弯曲90"并施加力时所产生的抗侧向拉力的能力
5.2.5.2设备 试验设备为光纤侧向拉力设备,该设备应能按规定对尾纤弯曲90"并能施加2.45N~19.6N的力
5.2.5.3条件 试验条件如下 受力点;距尾管22cm28cm处,将光纤弯曲90°" 施加力;2.45N(紧套或松套光纤)，4.9N加强型光纤)
5.2.5.4程序 按以下程序进行试验 试验前对试样的主要光电特性进行测试 aa b 将试样放置在侧向拉力设备的适当位置上,使尾纤在侧向拉动时不会受到阻碍 在距光电器件尾管22 cm28cm尾纤处,将光纤弯曲90"并施加规定的力 c 5.2.5.5检测 试验完成后,测试试样的光电特性,检查光纤外观
5.2.5.6失效判据 完成试验后,试样出现5.2.4.6a),b)中情况之一判为失效 5.2.6光纤拉力 5.2.6.1目的 评估在安装和使用时,光电子器件带尾纤的部分脱出方向施加力所产生的作用
5.2.6.2设备 试验设备如下: 能按规定对光纤施加一个2.45N~19.6N力的拉力设备
5.2.6.3条件 试验条件如下: 光纤脱出方向施加力4.9N(紧套或松套光纤),9.8N(加强型光纤); 受力点;距尾管至少10cm处; 最大加力速率:400m/s
5.2.6.4程序 按以下程序进行试验:
GB/T33768一2017 试验前对试样的主要光电特性进行测试; a b 将试样放置在拉力设备的适当位置,使尾纤在拉动时不会受到阻碍 依据规定给尾纤末端施加一个规定的力,并持续1 c min 5.2.6.5检测 试验完成后,测试试样的光电特性,检查光纤外观
5.2.6.6失效判据 完成试验后,试样出现5.2.4.6a),b)中情况之一判为失效
5.2.7 引脚牢固性 5.2.7.1 目的 确定光电子器件在组装和使用过程中,拉伸、弯曲、疲劳、扭矩对引线焊接、镀层和密封的影响
5.2.7.2设备 试验设备如下 拉伸;有适当的夹具来固定试样并能施加拉伸力的装置; a D)弯曲:;有固定试样的装置、夹具、支架等工具,能按规定的弯曲角度施加弯曲应力的装置 c 疲劳;有固定试样的装置,夹具、支架等工具,能按规定的弯曲角度重复施加弯曲应力的装置; d 扭矩:有固定试样的装置、夹具、卡具和扳手,或既能施加扭矩力又不妨碍引脚运动的装置
5.2.7.3条件 试验条件如下 -拉伸;轴线方向上施加2.25N的力,并保持至少30s; 弯曲;易弯曲引脚在离密封处(3.05士0.7)mm的弯曲角度至少应为45°;双列直插封装引脚应 向内弯曲15°;针栅阵列封装引脚应在对边外侧的一列弯曲15°; 疲劳;双列直插封装、扁平封装和同轴封装引脚应施加(0.83士0.09)N的力; 扭矩;圆形截面引线,以引脚为轴,施加扭矩至少15s
矩形截面引脚,在引脚离器件本体 (3.05士0.76)mm处施加(14.2士1.42)Nmm的扭矩
5.2.7.4程序 按以下程序进行试验: 拉伸;对试样的每条引脚的轴线方向上施加拉力,在加力的过程中应避免冲击,尽量在引脚的 a 末端施加力,持续时间大于30s
弯曲;每条试样引脚应在最易弯曲的方向上弯曲
若无最易弯曲方向,可在任意方向弯曲 b 引脚弯曲时不应影响其他引脚
如果影响不可避免,试验引脚就按规定角度相反的方向弯曲 然后再恢复到原来的位置
排列成行的引脚可以一次弯曲一行
疲劳
双列直插封装按弯曲试验条件承受3次循环
扁平封装和金属管壳封装应施加力作 3次弧形弯曲
单根引脚各次弯曲应在同一个方向和平面上,一个弯曲过程应在2s5s内 完成
d 扭矩:圆形截面引脚器件应固定器件本体,以引脚为轴,在受试引脚上按试验条件无冲击地施 加扭矩
矩形截面引脚器件应固定器件本体,在以引脚轴为铀,顺时针方向和逆时针方向各施 10
GB/33768一2017 加一次扭矩
对于在施加的扭矩小于规定值就明显扭转的引脚,应使其继续扭转,直至转角达 到(30士10)',然后将引脚恢复到原来位置
若无其他规定,至少从3个光电子器件中按LTPD抽样要求选出相同数目的引脚进行试验
5.2.7.5检测 试验完成后,采用放大10倍一20倍检查;当试样为密封器件时,需并进行密封性试验(见5.4.2)
5.2.7.6失效判据 完成试验后,试样出现下列情况之一判为失效 试样引脚与本体之间断线、松动或相对移动
a 当试样为密封器件时 b 细检漏程序不满足规定的相应失效极限值 粗检漏程序的从同一位置出来的一串明显气泡或两个以上大气泡
5.2.8连接器插拔耐久性 5.2.8.1 目的 评估成套光电子器件光纤连接器的若干次插人和拔出的连绒循环对特性的影响程度
5.2.8.2设备 试验设备如下: -能平顺连续插人和拔出光纤连接器,并记录插人和拔出次数的设备
5.2.8.3条件 试验条件如下: 插拔次数:200次; -每50次插拔后测试并记录一次光电特性数据
5.2.8.4程序 按以下程序进行试验: 以通常的方式插拔连接器; a b) 试验前测试试样并记录光电特性数据" 每插拔50次后测试并记录一次光电特性数据并清洁插针体及适配器的弹性套筒,共插拔 c 200次
5.2.8.5检测 -次插拔后试样光电特性数据随后每插拔50次后对受试试样进行一次光电性能测试.并 记录第- 对受试试样进行外观检查
5.2.8.6失效判据 完成试验后,试样出现5.2.l.6b),c)中情况之一判为失效 11
GB/T33768一2017 5.2.9受力传输 5.2.9.1 目的 确定带插拔连接器的光电子器件在安装和使用时,对尾纤施加力所产生的应力对光电子器件的影 响程度
5.2.9.2设备 试验设备包括;能对尾纤施加1N~19.6N的力,且这个力的方向可以作0"~135"角度变化的装置 见图2). -135 +135 光纤跳线 测试臂 22cm-28cm 连接器 绞盘(D=7.5cm 负载引导架 负载 图2受力传输设备示例 5.2.9.3条件 试验条件如下: -施加力的大小和角度如表2所示; 施加一次力至少持续5s
12
GB/33768一2017 表2施加力的大小和角度 施加力/N 90" 135" 2.45 l.67 6.86 4.617 5.2.9.4程序 按以下程序进行试验: 试验前测试试样的光电特性 aa 将试样安装在受力传输试验设备上 b c 首先加载(表2规定的角度和力),0"角度和2.45N力到连接器上,至少持续5s; 加载90°角度和1.67N力到连接器上,接着,角度增加到135,整个过程至少持续5s; d 加载0"角度和6.86N力到连接器上,至少持续5s; e 加载90"角度和4.61N力到连接器上,至少持续5s
f 5.2.9.5检测 试验完成后,移去负载至少20s,使光纤连接器释放应力后,再测试试样的光电性能
5.2.9.6失效判据 完成试验后,试样出现5.2.1.6a)、,b),e)中情况之一判为失效
5.3环境试验 5.3.1高温贮存 目的 5.3.1.1 确定光电子器件能否经受高温下的运输和贮存,以保证光电子器件经受高温后能在规定条件下正 常工作
5.3.1.2设备 试验设备为能在规定温度下进行恒温控制的高温试验箱 5.3.1.3条件 试验条件如下: 贮存温度:(85士2)或最高贮存温度; -贮存时间:2000h
5.3.1.4程序 按以下程序进行试验: 试验前测试试样的主要光电特性; a 13
GB/T33768一2017 b 把试样贮存在规定试验条件的恒温控制试验箱中,在开始计时之前应有足够升温时间,使所 有试样处在规定的温度下,温度传感器应位于工作区内最低温度的位置处; 在达到规定的试验时间后,把试样从试验环境中移出,放置24h,使之达到标准测试条件,并对 试样光电特性进行测试
5.3.1.5检测 在试验完成后,应在48h内完成试样的主要光电特性测试,并进行目检
当有规定时,也可以在试 验过程中的某些时刻进行测试
5.3.1.6失效判据 完成试验后,试样出现5.2.1.6a)、b)、c)中情况之一判为失效
5.3.2低温贮存 5.3.2.1目的 确定光电子器件能否经受低温下运输和贮存,以保证光电子器件经受低温后能在规定条件下正常 工作
5.3.2.2设备 试验设备如下 能在规定温度下进行恒温控制的低温试验箱
5.3.2.3条件 试验条件如下 贮存温度:(一40士2)或最低贮存温度; -贮存时间:72h
5.3.2.4 程序 按以下程序进行试验: 试验前测试试样的主要光电特性; a b把试样贮存在规定试验条件的低温试验箱中,在开始计时之前应有足够降温时间,使所有试 样处在规定的温度下,温度传感器应位于工作区内最高温度的位置处; 在达到规定的试验时间后,把试样从试验环境中移出,放置24h,使之达到标准测试条件,并对 试样光电特性进行测试
5.3.2.5检测 在试验完成后,48h内完成试样的主要光电特性测试,并进行目检
5.3.2.6失效判据 完成试验后,试样出现5.2.1.6a),b),c)中情况之一判为失效
5.3.3温度循环 5.3.3.1目的 确定光电子器件承受高温和低温的能力,以及高温和低温交替变化对光电子器件的影响,保证光电 14
GB/33768一2017 子器件封装内部的光路长期机械稳定性
5.3.3.2设备 试验设备如下: 能在加载最大负荷时,热容量和空气的流量以保证使工作区和试样达到规定试验条件的试 验箱; -能用来连续监视工作区温度变化的温度指示器或记录仪
5.3.3.3条件 试验条件如下: 循环温度:一40C十85C; 高、低温保持时间;15min; -循环次数:500次(非受控环境),或100次(受控环境); 升降温速率:>10C/min
5.3.3.4程序 按以下程序进行试验: 试验前对试样的主要光电特性进行测试 a b) 将试样放置在试验箱内,其位置不应妨碍试样周围空气的流动 试样在规定条件下连续完成规定的循环次数,试验曲线见图3; c d 完成规定的循环后,把试样从试验箱移出放置24h,使之达到标准测试条件后进行光电特性 测试
由于电源或设备故障原因,允许中断试验
如果中断的循环次数超过规定循环的总次数的10% 时,不管任何理由,试验应重新从头开始进行
85 保持时间15minm 温度转换时间 +25 时间 保持时间15min 温度转换时间 S2.5min -40 第二个循环 第一个循环 图3温度循环试验曲线 5.3.3.5检测 完成试验后,在不放大或放大不超过3倍情况下,对试样的标志进行检验;在放大10倍20倍情 况下,对外壳引线或密封部位进行检验;并对试样主要光电特性进行测试
15
GB/T33768一2017 5.3.3.6失效判据 完成试验后,试样出现5.2.1.6a),b),e)中情况之一判为失效
5.3.4恒定湿热 5.3.4.1目的 本试验的目的是测定光电子器件承受高温和高湿的能力,以及高温和高湿对器件的影响程度,保证 光电子器件的长期可靠性
5.3.4.2设备 试验设备为在加载最大负荷时能为工作区提供和控制规定的温度、湿度,热容量和空气流量的试 验箱
5.3.4.3条件 试验条件如下: 温度:十85C; 湿度:85%RH 保持时间;500h(不加偏置)或1000h(加偏置); 规定的偏置电压或电流(适用时)
5.3.4.4程序 按以下程序进行试验 试验前对试样的主要光电特性进行测试 a 将试样放进试验箱内,其摆放位置不应妨碍试样四周空气的流动， b c 试样在规定条件下连续完成规定的试验时间 5.3.4.5检测 试样完成试验后,在室温环境条件下放置24h,然后对其主要光电特性进行测试和目检
测试应 在移出试验箱48h内完成
-在不放大或放大不超过3倍情况下,对试样的标志进行检验 在放大10倍~20倍情况下,对外壳引线或密封部位进行检验
5.3.4.6失效判据 完成试验后,试样出现下列情况之一判为失效 标志全部或部分脱落、褪色和模糊 a 封装金属零件的镀层被腐蚀,起泡和明显变色 b 试样基材或外包材(如封帽,引线,封套等)腐蚀面积超过5%,或贯穿性腐蚀 o 引线损坏或部分分离 d 5.2.1.6b)或e)中规定要求
e 5.3.5抗潮湿循环 5.3.5.1目的 采用温度和湿度循环来提供一个凝露和干燥的交替过程,使腐蚀过程加速,并使密封不良的缝隙 16
GB/33768一2017 “呼吸”进湿气
即以加速方式评估光电子器件在高温和高湿条件下,抗退化效应的能力
5.3.5.2设备 试验设备;可控制温度和湿度变化的温湿箱,它能满足图4所示的循环条件要求,以及按规定进行 测量的测试仪器
80
90%-1009aRH 100%RH 90%-100%RH 80
1009%RH 70 当有要求时 65 干烘箱内的 初始处理 60 为了避免湿度接近100"%时的 读数困难，允许采用0"RH 55 但实际工作时要防止操作箱中 出现凝露 50 45 湿度不加控制 40 完成最后一次 35 循环后测量 至少3h 至少3" 30 2 20 -2 15 10 按规定施加电压 -5 -10 0次循环中，到少5次循环器件要进行第7步， 在第七步中温度为-10器件不控制湿度 1步 2步 3步 4步 5步 6步 7步 在 "然 -次循环时间为24h 5 101112131415161718192021222324 时间/h 图4循环条件 5.3.5.3条件 试验条件如下 循环;按图4进行20次连续循环
当有规定时,可进行10次连续循环; 偏置电压;试样按规定施加偏置电压
当有特殊规定时,也可不加偏置电压
5.3.5.4程序 按以下程序进行试验: 试验前对试样的主要光电特性进行测试
a b 将试样放置在试验箱内,应使其充分暴露在试验环境中
按规定的条件对试样进行试验
完成规定的循环次数之前(不包括最后一次循环),如发生了不多于1次的意外的中断试验如 电源中断或设备故障),可重复一次循环,试验继续进行;若在最后一次循环期间出现意外中 17
GB/T33768一2017 断,除要求重做该循环外,还要求再进行一次无中断的循环;任何中断时间超过24h,都需要重 新进行试验
在10次循环中,至少有5次进行低温子循环
在低温子循环期间,试样应在 --10C和不控制湿度的条件下,至少保持3h
d 在低温子循环后,将试样恢复到25C,相对湿度至少为80%,并一直保持到下一个循环的 开始
5.3.5.5检测 试样完成试验后,在室温环境条件下放置24h,然后对其主要光电特性进行测试
测试应在移出 试验箱48h内完成
在不放大或放大不超过3倍情况下,对试样的标志进行检验;在放大10倍一20倍情况下,对外壳 引线或密封部位进行检验
5.3.5.6失效判据 完成试验后,试样出现5.3.4.6a)、b),c),d),e)中情况之一判为失效 5.3.6高温寿命 目的 5.3.6.1 确定光电子器件高温加速老化失效机理和工作寿命 5.3.6.2设备 试验设备如下 -能在规定温度下进行恒温控制并带有鼓风的高温试验箱; -使试样引出端在规定电路中有可靠的电连接的插座; 安装夹具; -加载驱动的电压源和/或电流源
5.3.6.3条件 试验条件如下 试验温度:(85士2)C(组件或模块),或(70士2)C(组件或模块),或(175士2)C(光电二极管); 工作偏置;正常工作偏置(不限于); 试验时间5000h(不限手).
5.3.6.4程序 按以下程序进行试验: a 试验前应对试样的主要光电特性进行测试; b) 将试样放进高温试验箱内,并使试样处于工作状态; 按照试验条件开始试验,记录起始时间,试验温度和试样数量， c 使用监视仪器,从试验开始到结束监视试验温度和工作偏置,以保证全部试样按条件施加应 d 力[1] 在中间测试时将样品从高温试验箱取出,测试完成后放回高温试验箱继续进行试验
5.3.6.5检测 -般每168h在常温下测试一次光电特性
在测试前应先去掉偏置,然后冷却到室温后进行 18
GB/33768一2017 测试
5.3.6.6失效判据 完成试验后,试样出现下列情况之一判为失效: 标志全部或部分脱落、褪色和模糊; aa b5.2.1.6b)或c)中规定要求
5.4物理特性试验 5.4.1内部水汽含量 5.4.1.1 目的 测定在金属或陶瓷封装的光电子器件内部气体中水汽含量
5.4.1.2设备 试验设备如下 具有检测出0.01cm封装体积内水汽含量小于2.5×10-'以下灵敏度偏差为士20%)的质 谱仪; 具有真空传递通道与质谱仪相连通的开口真空箱
5.4.1.3条件 试验条件如下 烘烤温度:(100土5)C; -烘烤时间:12h24h,烘烤时用泵抽气 -质谱仪真空度:小于或等于0.67kPa
5.4.1.4程序 按以下程序进行试验: 试样应先进行密封性试验,并且不应存在可能影响水汽含量测定精确度的任何表面的沾污; a 将被测试样放置在开口真空箱中,用泵抽气并在(100士5)C的温度下烘烤12h~24h b 利用开口真空箱内或传递通道内刺穿装置刺穿试样外壳或盖板(不降低质谱仪的真空度和不 c 破坏壳体内的密封媒质)使试样内部气体逸出,进人真空箱体和质谱仪 5.4.1.5检测 用质谱仪测量释放气体的特性: a 刺穿试样封装释放气体时箱内压力将增加
若增压小于封装体积的正常增压的50%,则以下 情况的测量为无效测量: 没有完全刺穿试样; 试样的壳体不密封 封装内部未包含常规的内压: 释放气体的水汽含量,按总气体含量的比例计算(按容积).: b 其他气体含量的比例按体积);氮、氢、碳氟化合物、氧、氛、二氧化碳、甲炕和其他溶剂,对所有 按体积计其含量大于1%的气体都应测量和列出报告
19
GB/T33768一2017 5.4.1.6失效判据 cm'一0.85cm')
试样中,水汽含量大于5000ppm(容积0.01 5.4.2密封性 5.4.2.1目的 确定具有内空腔的光电子器件密封封装的气密性
5.4.2.2 设备 试验设备如下 a 细检漏设备: 真空/压力室; -灵敏度达到足以读出小于或等于10-'Pacm'/s漏率的氮质谱检漏仪 b)粗检漏设备: -真空/压力室 能将指示用液体温度保持在125C并适于观察的容器; 能把大于1丛m的颗粒从液体中除去的过滤系统 1.5倍一30倍的放大镜; 如表3所示指示用碳氟化合物液体; 亮度能足够观察到距离最远的试样冒出气泡的光源; 使试样浸人指示液中的合适夹具
表3碳氟化合物液体的物理特性要求 特点 碳氧化合物 沸点/ 140200 <2×10- 25C时表面张力/(N/m 25C时密度/gm/ml >1.6 125C时密度/gm/mL >1.5 绝缘强度/(volts/nmil) 300 50o 残余物/4gm/gm) 透明无色 外观 5.4.2.3条件 试验条件如下: -细检漏条件:按表4规定的试样封装内腔体积的相应条件 -粗检漏条件:按表5中规定的条件对试样加压;指示液体温度125C士5C;浸人深度5t cm; 观察时间至少30s
20
GB/33768一2017 表4用于细检漏的条件 加压条件 内腔体积V 拒收极限值 压力 加压时间 停顿时间 Pacm/s cm kPa V<0.05 517士12 5×10" 0.5>V0.05 S17士12 5×10 1.0>V>0.5 310士12 1×10-" 310士12 10.0>V>1.0 5×10-" 20.0>V>10.0 310士12 10 5×10-" 5.4.2.4程序 按以下程序进行试验 细检漏程序 a 试样置于真空/压力室内,按表4规定的时间和压力,用100;%的氨气对真空/压力室 加压; 去除压力,并把每个试样移到与抽真空系统和质谱检漏仪连接在一起的密封室; 当对密封室抽真空时,原先压人试样内的氮气将会逸出,并由检漏仪检测,从而得到测量 漏率R; 从真空/压力室内取出试样到最后一个器件的检漏试验应在1h内完成
粗检漏程序 b 将试样放人真空/压力箱内,抽真空至小于或等于0.67kPa,并保持至少30min
对内腔 体积大于或等于0.1erm的器件,抽真空的过程可以省略; 在真空/压力箱注人液体,然后按表5中规定的条件对试样加压; 加压结束后,去压力,试样仍需浸在液体中20s以上(可以在另一容器中)
试样移出浸 泡液体后,应在空气中至少干燥(2士1)min,然后浸人(125士5>C的指示用液体中; -应将试样顶部至少浸人液面深度5cm
可以一次浸人一个试样,或同时浸人一组试样 但在后一种情况下,应保证能清楚地看到从被检漏的一组试样中的任何一个试样冒出的 气泡及其部位
应在从浸人起,至少观察试样30s
表5粗检漏加压条件 压力/kPa 加压时间/h 206 23,5 31o 414 517 621 724 0.5 21
GB/T33768一2017 5.4.2.5检测 先进行细检漏,后进行粗检漏
若按细检漏条件或粗检漏条件进行批次试验即在检漏仪中每次 放置一个以上的试样)时,只要出现失效情况,就应认为该批失效
5.4.2.6失效判据 完成试验后,试样出现下列情况之一判为失效: 细检漏程序;不满足表4试样封装内腔体积规定的相应失效极限值 a b)粗检漏程序;从同一位置出来的一串明显气泡或两个以上大气泡
5.4.3IESD阔值 5.4.3.1 目的 确定光电子器件受静电放电(ESD)作用所造成损伤和退化的敏感性
5.4.3.2设备 试验设备如下 ESD脉冲模拟器的等效电路图(人体模型电路图[2])如图5所示和ESD脉冲波形(EsD人体 脉冲波形图[2])如图6所示; 试样插座 c端 RI 2 S A端 被测器 短路片 高压电源 件插座 电流探测燃 B端 D燃 说明: R1 10Q~10Q: C1 -100pF士10pF; R2 1500Q士15Q; 高压继电器" Sl S2 常闭开关
图5ESD脉冲模拟器的等效电路图 22
GB/33768一2017 A 100% 峰-蜂跳动值未按比例 90% 36.8% 10 说明 上升时间， 10ns; 延迟时间:150ns士20ns; -峰值电流;l值的士10%内 抖动电流;
GB/33768一2017 100% 909% 30nms 60ns 10"% 30s 60ns (0.7s~1ns) 图7静电放电发生器放电波形 放电头 放电开关 直流高压电源 放电闭路 连援点 说明 R1 -330Q; R2 -50MQ100Mn; -150F 图8静电放电发生器放电电路 单位为毫米 12"
40" 25" 尖嘴点 图g接触放电电极 25
GB/T33768一2017 单位为毫米 发生器本体 12as 可更换的电极头 中8.a.6 S8 图10空气放电电极 5.4.4.3条件 试验条件如下 试验电压如表8所示,试验电压值分别为正、负极性 放电次数:10次 -放电间隔时间:1s
表8静电等级划分 接触放电 空气放电 试验电压 试验电压 等级 等级 kV 15 5.4.4.4程序 按以下程序进行试验 试验前应对试样的主要光电特性进行测试
a b) 试样正常工作时,在试样可能被接触的点和表面上施加放电
接触放电时,接触放电电极的 顶端在操作放电开关之前接触试样;空气放电时,空气放电电极的圆形部位应尽可能快地接 近并触及试样
每次放电之后,将静电放电发生器的放电电极从试样移开,然后重新触发放 电发生器,进行新的单次放电
将静电放电发生器电极与试样表面垂直 d 静电放电发生器的放电回路电缆与试样的距离至少应保持0.2m 试验电压应从最小值逐渐增加,分别施加正、负极性电压值
e fD 试验应以单次放电的方式进行,在一个点上,至少施加10次
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通信用光电子器件可靠性试验方法GB/T33768-2017
光电子器件是指利用光、电子学及半导体技术研制生产的具有光电转换功能的设备，包括激光器、光电二极管、光耦合器、光纤放大器等。这些器件广泛应用于通信、数据存储、医疗、工业等领域。然而，在实际应用中，由于环境、温度、湿度等因素的影响，光电子器件可能会出现一定的故障率和寿命问题。
为了确保通信用光电子器件在使用过程中的稳定性和可靠性，需要进行系统的可靠性试验。《通信用光电子器件可靠性试验方法》（GB/T 33768-2017）规定了光电子器件可靠性试验的各项指标与方法。
具体来说，该标准主要包括以下方面：
- 光电子器件的环境适应性试验，包括高温、低温、高湿、低湿等试验；
- 光电子器件的机械环境试验，包括振动、冲击等试验；
- 光电子器件的可靠性寿命试验，包括常温寿命试验、热应力试验等；
- 试验数据分析及评估，包括故障率计算、可靠性分析等。
通过遵守GB/T 33768-2017标准，能够对通信用光电子器件进行科学有效的可靠性试验，保证其在使用过程中的稳定性和可靠性。同时，也为相关产业的发展提供了坚实的基础。
总之，通信用光电子器件作为通信系统的重要组成部分，其可靠性越来越受到人们的关注。而GB/T 33768-2017标准的制定和实施，将为光电子器件的可靠性试验提供统一的规范，加速相关产业的发展。
