TEC科学普及小教室：熱電半導体冷却装置の信頼性試験の完全分析
1. TEC 信頼性テストとは何ですか?
TEC信頼性試験とは、実際の使用条件や環境をシミュレートして熱電半導体冷却製品を総合的に評価する試験方法を指します。その主な目的は、TEC 製品がさまざまな実際の環境条件下で安定して長期間動作し、期待されるパフォーマンス要件を満たすことを保証することです。信頼性テストを通じて、企業は潜在的な製品欠陥を事前に発見し、タイムリーな改善と最適化を実施できるため、製品の信頼性が向上し、市場競争力が強化されます。
2. 信頼性テストには何が含まれますか?
1.環境適応性試験
温度試験（高温、低温、温度サイクル）、湿度試験、振動試験、衝撃試験など。このテストは、さまざまな極端な環境における製品の耐性と安定性を評価するために使用されます。
2.耐久性試験
寿命試験、疲労試験などを含みます。寿命試験は、長期にわたる連続運転または周期的な運転を通じて製品の耐用年数を検証します。疲労試験は、製品の繰り返し使用や荷重の負荷と除荷時の疲労強度と信頼性を評価するために使用されます。
3.電気性能試験
絶縁抵抗試験、耐電圧試験、接地抵抗試験を含む。このテストは、製品が通常の使用および異常な状況下で漏れなどの安全上の問題が発生しないことを確認するために使用されます。
3. 光通信信頼性試験を例に
次に、は光通信製品を例に、信頼性テストのテスト目的、参照標準、およびテスト方法について詳しく説明します。GR -468 標準は通常、光通信アプリケーションの熱電半導体クーラーのテストに使用されます。以下は、その 6 つの主要なテスト項目です。
*GR-468 は、通信機器における光電子部品の信頼性テストおよび評価のためにTelcordia Technologies (旧 Bell Communications Research)が開発した一連の一般要件です。1.機械的衝撃試験
試験目的:輸送中および使用中に製品が受ける衝撃をシミュレートし、製品の構造強度および耐震性能を評価すること。テストを通じて、製品の構造上の弱点や機能の劣化を特定し、さまざまな過酷な環境で製品が正常に動作できることを確認します。
参照規格: GR-468-CORE 3.3.1.1 MIL-STD-883、方法2002、条件Aを参照
試験方法：加速度500g（4900m/s²）、パルス幅1.0ms、3軸それぞれに5回の衝撃、荷重1.0g
2.振動試験
試験の目的:予想される使用環境での製品の振動耐性を試験し、設計段階で製品の潜在的な振動問題を発見できるようにし、製造工程で不良品を選別して信頼性と耐久性を向上させます。
参照規格: GR-468-CORE 3.3.1.1 MIL-STD-883 Method 2007 Condition A
試験方法：周波数20-2000-20Hz、加速度20g（196m/s²）、1サイクル4分、3軸それぞれ4回、荷重1.0g
3.せん断力試験
試験目的:せん断強度、せん断弾性率、せん断変形、その他の特性を含む、せん断応力下における材料の機械的特性を評価します。せん断試験は、せん断を受けたときの材料の最大応力を決定するために使用され、せん断に耐える構造を設計する上で非常に重要です。
参照規格: GR-468-CORE 3.2.10.4 MIL-STD-883 メソッド 2019
試験方法：半導体粒子と基板の接合を水平方向に試験し、各製品のサイズに応じてせん断力を確認します。
4.高温保管試験
試験目的：部品を高温環境に置き、高温ストレス（電気的ストレスなし）を加えることで、部品内部および表面の各種物理的・化学的変化を加速し、不良部品を早期に発見し、高温環境における電子部品の適応性および信頼性を評価します。
参照規格: GR-468-CORE 3.3.2.1
試験方法：温度+85℃、保管時間2000時間
5.温度サイクル試験
テストの目的:さまざまな温度での製品の動作状態をシミュレートすることで、潜在的な材料欠陥や製造品質の欠陥が明らかになり、早期の故障を排除して製品の信頼性を向上させます。事前に設定された高温と低温の交互環境を通して、製品はストレススクリーニングされ、温度サイクルの変化に対する適応性を評価し、製品がさまざまな環境条件下で正常に動作することを保証します。
参照規格: GR-468-CORE 3.3.2.2 MIL-STD-883 Method 1010
試験方法：低温-40℃、高温+85℃、各サイクル20分以上、500サイクル
6.スイッチサイクルテスト
テストの目的:実際の使用における頻繁なスイッチング動作をシミュレートすることにより、スイッチング電源の耐久性と信頼性を評価し、さまざまなアプリケーションシナリオで安定した動作を保証します。
参照規格: GR-468-CORE 7.1.1.2
試験方法：オン：1.5分、オフ：4.5分、I = Imax、ΔT> Δtmax（Ta-Tmin）の90%、5000サイクル
▲ 信頼性試験方法参考表
*ほとんどの TEC は構造が似ているため、サイズと設計プロセスが似ている限り、信頼性テスト結果を相互に参照できます。
4. フェロテック信頼性研究所
