1.15 焊点可靠性与失效分析的基本概念

基本概念

1）可靠性

可靠性是指产品（这里指焊点）在给定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。它是相对于一定载荷条件的概率，所以可靠性一定是指在某种载荷条件下的可靠性。

不同的电子产品其载荷条件会有所不同，比如汽车电子系统，它受到的是一种环境冷热周期性的载荷和振动载荷。热循环试验就是模仿这种热机械载荷来分析焊点的失效原因。

载荷条件是指任何加在系统上，使系统的性能恶化或影响可靠性的条件。载荷是一个广义的载荷，如热冲击、热循环，温度、湿度、电压、电流、机械振动等。

2）失效（Failure）

失效，丧失功能或降低到不能满足规定要求的现象。

3）失效模式（Failure Mode）

失效模式，失效现象的表现形式，与产生的原因无关，如开路、短路、参数漂移、不稳定等。

4）失效机理（Failure Mechanism）

失效机理，也就是因物理的、化学的、机械的等多种原因而使产品产生失效的过程，如蠕变-应力释放断裂、拉伸断裂、裂纹扩展断裂、电迁移短路，工程上有时也会把原因说成是失效机理。

之所以区别失效模式和失效机理，是因为有时相同的失效模式不一定是由同样的失效机理造成的，相反，相同的失效机理，在发生失效的形态上却存在着不同的失效模式。例如，代表半导体电路故障的“电迁移”，就其发生的形态，会形成短路、开路、特性恶化等多种失效模式。

5）加速试验

加速试验，是一种快速试验方法。它是通过采用比设备（这里指焊点）在正常使用中所经受的环境更为严酷的试验环境来实现这一点的。由于使用了更高的应力，在进行加速试验时必须注意不能引入在正常使用中不会发生的失效模式。

加速试验主要分为两类，每类都有明确的目的：

（1）加速寿命试验——估计寿命。

（2）加速应力试验——确定（或证实）和纠正薄弱环节。

常用的加速试验有：

（1）周期固定的周期性应力试验（如热循环试验、热冲击试验）。

（2）步进应力谱试验。

（3）渐进应力谱试验。

（4）高加速寿命试验（HALT）（设备级）。

（5）高加速应力筛选（HASS）（设备级）。

（6）高加速温度和湿度应力试验（HAST）（零件级）。

注意，在高可靠电子产品生产中用到环境应力筛选（ESS）试验，不是加速试验，它是一种消除缺陷焊点的筛选方法。 QXvMP5Rp0KzJmgQjwBtzA4uAAgkhCKoihUqON0dO7NowvbyvKIUq7h637rPayt7A