《微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)+MEMS器件的可靠性綜合環(huán)境試驗方法GBT+38341-2019》詳細(xì)解讀

《微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)MEMS器件的可靠性綜合環(huán)境試驗方法GB/T38341-2019》詳細(xì)解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義4試驗方法4.1預(yù)處理contents目錄4.2溫度、濕度試驗4.3機(jī)械試驗4.4耦合試驗5失效結(jié)果處理參考文獻(xiàn)011范圍為廠商提供統(tǒng)一的可靠性綜合環(huán)境試驗方法，以確保產(chǎn)品性能和質(zhì)量。MEMS器件生產(chǎn)廠商幫助企業(yè)了解器件在各種環(huán)境下的可靠性，為產(chǎn)品設(shè)計和使用提供依據(jù)。MEMS器件應(yīng)用企業(yè)提供標(biāo)準(zhǔn)化的測試方法，以支持MEMS器件的性能評估和認(rèn)證。檢測和認(rèn)證機(jī)構(gòu)適用對象010203涵蓋多種環(huán)境應(yīng)力條件下的可靠性試驗，如溫度、濕度、振動等。提供試驗設(shè)備、試樣準(zhǔn)備、試驗步驟和結(jié)果評估的詳細(xì)指導(dǎo)。確定試驗方法的通用原則和要求。內(nèi)容范圍010203提升MEMS器件的可靠性和穩(wěn)定性，以滿足日益增長的市場需求。通過標(biāo)準(zhǔn)化的試驗方法，促進(jìn)MEMS技術(shù)的行業(yè)發(fā)展和創(chuàng)新。為相關(guān)企業(yè)和機(jī)構(gòu)提供技術(shù)支撐，推動整個產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展。目標(biāo)與意義022規(guī)范性引用文件GB/T2423.1-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分試驗方法試驗A：低溫GB/T2423.2-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分試驗方法試驗B：高溫GB/T2423.5-1995電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分試驗方法試驗Ea和導(dǎo)則：沖擊GB/T2423.10-2019電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分試驗方法試驗Fc和導(dǎo)則：振動（正弦）主要引用文件GB/T4857.23-2012包裝運輸包裝件基本試驗第23部分：隨機(jī)振動試驗方法GB/T10589-2008低溫試驗箱技術(shù)條件GB/T10586-2006濕熱試驗箱技術(shù)條件GB/T11158-2008高溫試驗箱技術(shù)條件輔助引用文件引用文件的作用提供試驗操作指南引用文件詳細(xì)描述了各項環(huán)境試驗的具體操作步驟和要求，為試驗人員提供了清晰的指導(dǎo)，有助于確保試驗結(jié)果的可靠性和重復(fù)性。支撐試驗結(jié)果的評價和應(yīng)用通過引用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為試驗結(jié)果的評價提供了依據(jù)，同時也有助于將試驗結(jié)果應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計和改進(jìn)、可靠性評估等方面。確保試驗方法的科學(xué)性和準(zhǔn)確性通過引用經(jīng)過驗證和廣泛認(rèn)可的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確?！段C(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)MEMS器件的可靠性綜合環(huán)境試驗方法GB/T38341-2019》中各項試驗方法的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。030201033術(shù)語和定義定義微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）是指尺寸在幾毫米乃至更小，集微型傳感器、執(zhí)行器、信號處理和控制電路、接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。特點應(yīng)用領(lǐng)域3.1微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）具有體積小、重量輕、功耗低、性能穩(wěn)定可靠、可大批量生產(chǎn)、成本低、使用便利等優(yōu)點。廣泛應(yīng)用于消費電子、汽車電子、醫(yī)療、航空航天、軍事等領(lǐng)域。定義指微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。影響因素包括設(shè)計、材料、制造工藝、封裝測試等多個環(huán)節(jié)。重要性可靠性是評價微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，對于確保產(chǎn)品的穩(wěn)定性和持久性具有重要意義。3.2可靠性定義通過對微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）施加多種環(huán)境應(yīng)力（如溫度、濕度、振動等），以評估其在復(fù)雜環(huán)境下的可靠性和性能穩(wěn)定性的試驗。3.3綜合環(huán)境試驗試驗類型包括高溫試驗、低溫試驗、濕熱試驗、振動試驗等。目的通過綜合環(huán)境試驗，可以模擬出微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）在真實使用環(huán)境中可能遇到的各種惡劣條件，從而提前發(fā)現(xiàn)潛在的問題和隱患，為產(chǎn)品的改進(jìn)和優(yōu)化提供有力支持。044試驗方法根據(jù)試驗需求和目的，選取具有代表性的MEMS器件作為試驗樣品。確定試驗樣品準(zhǔn)備所需的試驗設(shè)備，包括環(huán)境試驗箱、測試儀器等，并確保設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。試驗設(shè)備準(zhǔn)備根據(jù)試驗標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定合適的環(huán)境條件，如溫度、濕度、振動等。試驗條件設(shè)定4.1試驗準(zhǔn)備在進(jìn)行環(huán)境試驗前，對試驗樣品進(jìn)行初始檢測，記錄其性能參數(shù)和外觀情況。按照設(shè)定的環(huán)境條件，對試驗樣品進(jìn)行環(huán)境試驗，包括高溫、低溫、濕熱、振動等單一或綜合環(huán)境試驗。在環(huán)境試驗過程中，實時監(jiān)測試驗樣品的性能變化和異常情況，并做好記錄。環(huán)境試驗結(jié)束后，對試驗樣品進(jìn)行再次檢測，評估其性能變化和可靠性情況。4.2試驗步驟初始檢測環(huán)境試驗試驗過程監(jiān)測試驗結(jié)束檢測4.3試驗結(jié)果分析與評估對試驗過程中收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，包括性能參數(shù)變化、異常情況記錄等。數(shù)據(jù)整理根據(jù)試驗數(shù)據(jù)和評估標(biāo)準(zhǔn)，對試驗樣品的可靠性進(jìn)行綜合評價，確定其是否滿足使用要求。結(jié)果評估針對試驗過程中出現(xiàn)的問題和不足，提出相應(yīng)的改進(jìn)措施建議，為后續(xù)的MEMS器件設(shè)計和生產(chǎn)提供參考。改進(jìn)措施建議054.1預(yù)處理穩(wěn)定樣品性能通過預(yù)處理，使MEMS器件的性能在一定時間內(nèi)保持穩(wěn)定，以便更好地評估其在不同環(huán)境下的可靠性。確保試驗樣品處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)通過預(yù)處理，使MEMS器件在試驗前達(dá)到規(guī)定的初始狀態(tài)，以便進(jìn)行后續(xù)的環(huán)境試驗。消除樣品內(nèi)部應(yīng)力預(yù)處理有助于消除MEMS器件在生產(chǎn)、運輸和存儲過程中產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力，提高試驗的準(zhǔn)確性。預(yù)處理的目的在規(guī)定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行多次循環(huán)，以消除樣品內(nèi)部的熱應(yīng)力。溫度循環(huán)將樣品暴露在規(guī)定的濕度環(huán)境中，以消除吸濕引起的性能變化。濕度暴露對樣品施加規(guī)定的機(jī)械振動，以消除結(jié)構(gòu)上的應(yīng)力。機(jī)械振動預(yù)處理的方法預(yù)處理的注意事項記錄處理過程對預(yù)處理過程中的關(guān)鍵參數(shù)和操作步驟進(jìn)行詳細(xì)記錄，以便后續(xù)分析和追溯。避免過度處理預(yù)處理的時間和條件應(yīng)根據(jù)具體樣品和試驗要求確定，避免過度處理導(dǎo)致樣品性能受損。遵循標(biāo)準(zhǔn)操作程序預(yù)處理過程應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)操作程序進(jìn)行，以確保試驗的有效性和可重復(fù)性。064.2溫度、濕度試驗010203評估MEMS器件在不同溫度和濕度條件下的性能穩(wěn)定性。檢測MEMS器件在溫濕度變化時是否出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷或功能失效。為MEMS器件的可靠性設(shè)計和生產(chǎn)提供環(huán)境適應(yīng)性依據(jù)。試驗?zāi)康?23溫濕度可控的試驗箱，能夠模擬設(shè)定的溫濕度條件。高精度測試儀器，用于實時監(jiān)測和記錄試驗過程中MEMS器件的性能參數(shù)。安全的試驗環(huán)境，確保試驗人員和設(shè)備的安全。試驗設(shè)備與環(huán)境初始檢測在試驗開始前，對MEMS器件進(jìn)行外觀檢查、功能測試以及性能參數(shù)記錄。條件設(shè)定根據(jù)試驗需求，設(shè)定特定的溫度和濕度條件，以及試驗持續(xù)時間。試驗實施將MEMS器件放置于試驗箱內(nèi)，啟動溫濕度控制程序，使試驗箱內(nèi)的環(huán)境達(dá)到設(shè)定條件。實時監(jiān)測在試驗過程中，使用高精度測試儀器實時監(jiān)測MEMS器件的性能參數(shù)變化。數(shù)據(jù)記錄與分析詳細(xì)記錄試驗過程中的所有相關(guān)數(shù)據(jù)，包括溫濕度變化曲線、性能參數(shù)變化曲線等，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。試驗方法與步驟0102030405性能穩(wěn)定性評估通過對比試驗前后MEMS器件的性能參數(shù)，評估其在溫濕度變化條件下的性能穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)損傷檢測檢查試驗后MEMS器件的外觀和結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)損傷或變形。可靠性評估綜合試驗數(shù)據(jù)和評估結(jié)果，對MEMS器件的可靠性進(jìn)行綜合評價，并提出改進(jìn)建議。試驗結(jié)果與評估074.3機(jī)械試驗4.3.1試驗?zāi)康臑镸EMS器件的可靠性設(shè)計和改進(jìn)提供依據(jù)。檢驗MEMS器件結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料選擇的合理性。評估MEMS器件在機(jī)械應(yīng)力作用下的性能穩(wěn)定性。010203通過模擬MEMS器件在運輸、使用等過程中遇到的振動環(huán)境，檢驗其抗振性能。振動試驗通過模擬MEMS器件在受到突發(fā)沖擊時的反應(yīng)，評估其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。沖擊試驗對MEMS器件進(jìn)行拉伸和壓縮加載，測試其在不同應(yīng)力狀態(tài)下的性能表現(xiàn)。拉伸與壓縮試驗4.3.2試驗類型確定試驗樣品和試驗條件，包括機(jī)械應(yīng)力的類型、大小、頻率等。選擇合適的試驗設(shè)備，如振動臺、沖擊試驗機(jī)等，并進(jìn)行設(shè)備校準(zhǔn)。將MEMS器件安裝在試驗設(shè)備上，確保其固定牢靠且受力均勻。按照規(guī)定的試驗程序進(jìn)行機(jī)械應(yīng)力加載，同時監(jiān)測和記錄MEMS器件的性能變化。試驗結(jié)束后，對MEMS器件進(jìn)行性能檢測和結(jié)構(gòu)分析，評估其可靠性水平。4.3.3試驗方法與步驟010203對比試驗前后MEMS器件的性能指標(biāo)，計算性能變化率和失效判據(jù)。分析試驗結(jié)果，確定影響MEMS器件可靠性的關(guān)鍵因素和薄弱環(huán)節(jié)。根據(jù)試驗結(jié)果提出針對性的改進(jìn)建議和優(yōu)化措施，為后續(xù)的MEMS器件研發(fā)和生產(chǎn)提供指導(dǎo)。4.3.4試驗結(jié)果分析與處理084.4耦合試驗試驗?zāi)康尿炞CMEMS器件在多種環(huán)境因素同時作用下的可靠性。01評估MEMS器件在復(fù)合應(yīng)力條件下的性能退化情況。02確定MEMS器件在復(fù)雜環(huán)境中的工作穩(wěn)定性和壽命。03試驗類型溫濕度與振動復(fù)合試驗?zāi)M實際使用環(huán)境中溫濕度和振動對MEMS器件的綜合影響。溫濕度與沖擊復(fù)合試驗考察MEMS器件在溫濕度變化與沖擊載荷共同作用下的可靠性。多因素綜合應(yīng)力試驗根據(jù)實際需求，定制包含多種環(huán)境因素的復(fù)合試驗方案。確定試驗樣品及初始性能參數(shù)。設(shè)計并搭建耦合試驗平臺，確保能夠施加所需的環(huán)境應(yīng)力。按照預(yù)定的試驗方案進(jìn)行耦合試驗，記錄試驗過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。對試驗后的樣品進(jìn)行性能檢測與評估，分析性能退化情況。整理試驗數(shù)據(jù)，撰寫試驗報告，提出改進(jìn)建議。0304020105試驗流程在進(jìn)行耦合試驗前，應(yīng)確保單個環(huán)境因素的試驗已充分驗證，以避免復(fù)合因素間的干擾。根據(jù)實際情況選擇合適的檢測設(shè)備和評估方法，以提高試驗的準(zhǔn)確性和效率。試驗過程中應(yīng)嚴(yán)格控制各環(huán)境因素的參數(shù)，確保試驗的有效性和可重復(fù)性。重視試驗過程中的安全防護(hù)措施，確保人員和設(shè)備的安全。注意事項095失效結(jié)果處理有助于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和處理，以及為改進(jìn)設(shè)計提供依據(jù)。對失效模式進(jìn)行分類通過詳細(xì)的失效分析，確定導(dǎo)致失效的根本原因，以便進(jìn)行針對性的改進(jìn)。確定失效原因包括但不僅限于電氣失效、機(jī)械失效、材料失效等。識別并記錄所有失效模式失效模式識別失效數(shù)據(jù)處理收集失效數(shù)據(jù)包括失效時間、失效環(huán)境、失效模式等詳細(xì)信息。數(shù)據(jù)清洗與整理去除異常數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類和整理，以便進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)分析方法運用統(tǒng)計學(xué)方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如威布爾分布分析、壽命分布分析等，以揭示失效規(guī)律。失效結(jié)果評估與反饋評估失效影響根據(jù)失效的嚴(yán)重程度和發(fā)生頻率，評估其對整個微機(jī)電系統(tǒng)性能和可靠性的影響。反饋設(shè)計環(huán)節(jié)持續(xù)改進(jìn)與迭代將失效結(jié)果及時反饋給設(shè)計團(tuán)隊，以便在設(shè)計階段進(jìn)行改進(jìn)，提高產(chǎn)品的可靠性。根據(jù)失效結(jié)