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老化加速因子计算公式

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老化加速因子计算公式_第1页
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老化加速因子计算公式1.只考虑热加速因子的阿伦纽斯模型(Arrhenius Mode)某一环境下,温度成为影响产品老化及使用寿命的绝对主要因素时,采用单纯考虑热加速因子效应而推导出的阿伦纽斯模型来描述测试,其预估到的结果会更接近真实值,模拟试验的效果会更好此时,阿伦纽斯模型的表达式为:AF=exp{(Ea/k)-[(l/Tu)-(l/Tt)]}式中:AF是加速因子;Ea是析出故障的耗费能量,又称激活能不同产品的激活能是不一样的一般来说,激活能的值在0.3ev~1.2ev之间;K是玻尔兹曼常数,其值为8.617385 x 10人-5;Tu是使用条件下非加速状态下的温度值此处的温度值是绝对温度值,以K(开尔文)作单位;Tt是测试条件下加速状态下的温度值此处的温度值是绝对温度值,以K(开尔文)作单位案例:某一客户需要对产品做105弋的高温测试据以往的测试经验,此种产品的激活能Ea取0・68最佳对产品的使用寿命要求是10年,现可供测试的样品有5个若同时对5个样品进行测试,需测试多长时间才能满足客户 要求?已知的信息有Tt、Ea ,使用的温度取25 °C,则先算出加速因子AFAF=exp{[0168/(8.617385 X 10-5)] •[ [1/(273+25)]-[1/(273+105)]]:最终:AF-271.9518又知其目标使用寿命:L 目标=10years=10 x 365 x 24h=87600h故即可算出L 测试=L 目标 /AF=87600/271.9518h = 322.1159hu323h现在5个样品同时进行测试,则测试时长为:L 最终=323/5h=65h这即是说明,若客户用5个产品同时在105弋高温下测试65h后产品未发生故障,则说明产品的使用寿命已达到要求。

通过这个案例可以看出,利用阿伦纽斯模型可以提前预估测试的相关信息,指导客户该怎样进行测试才既能达到目标值而又 最大限度的降低成本本案例中,若客户急需测试结果,那么可以投入10个或者更多的样品来缩短整个测试时长;或者在允许的情况下进一步提 高温度,加快完成测试根据需求灵活的调整测试方案,这才能更完美地达到目标,提高工作效率,省去一些不必要的费用2•综合温度及湿度因素的阿伦纽斯模型(Arrhenius Mode With Humidity )综合温度及湿度因素的阿伦纽斯模型的表达式为:AF=exp{(Ea/k)-[(l/Tu)-(l/Tt)]+(RHtAn-RHuAn)}式中:AF是加速因子;Ea是析出故障的耗费能量,又称激活能不同产品的激活能是不一样的一般来说,激活是析出故障的耗费能量,又称激活 能激活能的值在能的值在0・3ev~1 ・2ev之间;K是玻尔兹曼常数,其值为8・617385x10-5 ;Tu是使用条件下是使用条件下(非加速条件下)的温度值此处的温度值是绝对温度值,以K(开尔文开尔文)作单作单位;Tt是测试条件下是测试条件下(加速条件下)的温度值此处的温度值是绝对温度值,以K(开尔文开尔文)作单位;RHu是使用条件下(非加速状态下)的相对湿度值;RHt是测试条件下(加速状态下)的相对湿度值。

模型二可以说是模型一的拓展,它只是在模型一的基础上简单地添加了湿度这一影响因素长期以来的测试经验表明,用模型二来解释某些情况下湿度对加速测试的影响并不准确所以,一种更为准确的综合考虑温湿度影响的模型将被提出,这即是下文将介绍的另夕卜一种模型 Hallberg Peck 模型3.Hallberg Peck 模型Hallberg Peck模型综合考虑了温度、湿度影响,它相比于模型二更能准确的描述在温湿度条件下进行的老化测试,其表达 式为:AF=(RHt/RHu)3^exp^Ea/k)^l/Tu)-(l/Tt)]}式中:AF是加速因子;Ea是析出故障的耗费能量,又称激活能不同产品的激活能是不一样的一般来说,激活能的值在0.3ev~1.2ev之间;K是玻尔兹曼常数,其值为8.617385 x 10人-5Tu是使用条件下非加速条件下的温度值此处的温度值是绝对温度值,以K(开尔文作单位;Tt是测试条件下加速条件下的温度值此处的温度值是绝对温度值,以K(开尔文作单位;RHu是使用条件下非加速状态下的相对湿度值;RHt是测试条件下加速状态下的相对湿度值案例:某一半导体元件生产厂家,经过长期研究开发出一款新产品。

初步将新产品的MTBF定为20年新产品日常的使用环境为45°C25%RH为了验证其使用寿命是否达到要求,厂家要把新产品置于85C85%RH的高温高湿条件下做加速测试现客户共有3款新产品,仅2款可用于测试,剩余一款作为其余两款试验后对比之用厂家现在希望能最快地完成测试,得到相关结果,那这一最快时间是多少?现在最多只能用2个产品同时进行测试,则测试时长为:T最终=76/2h=38h这即是说明,若客户想得到最快的测试结果需同时用2个产品进行85 85%RH的高温高湿测试38h,若之后产品未发生 故障,则可说明其MTBF已达目标综合以上三个模型可以看出,他们都有一些共通的参数,如Ea、k、Tu、Tt,其中k是一恒量,其值始终不会变, 变化的是Ea、Tu、Tt Tu和Tt是人为设定的,它的变化有很强的随机性而Ea则不同,它是析出故障所耗费的能量, 当故障具体到某一种特定类型时,其值会在很小的范围内产生波动,几乎可认为不变以下是一些常见故障的Ea氧化膜破坏:0.3ev 离子性(Si02中Na离子漂移)1.0 1.4ev离子性(Si-SiO2界面的慢陷阱)1.0ev电迁移造成短路或开路0.6ev铝腐Y虫 0.6 0.9ev金属间化合物生长0.5——0.7ev其它Ea值可参考GR268标准内规定数据。

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