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[摘 要]科技的进步使得电子制造业出现了迅猛发展的趋势。由于加速寿命试验的高效率和低成本的特点,该技术在电子元器件方面被广泛使用。本文对电子元器件在进行加速寿命试验时出现的问题进行了分析,建议性的提出了解决这一问题的方式,旨在推进加速寿命试验在电子元器件方面的技术应用。
[关键词]电子元器件;寿命试验;问题;措施
中图分类号:TD353.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)20-0362-01
为了提高电子元器件的使用寿命,增加其工作的可靠性,因而对其进行了加速寿命试验,这种实验是在保证产品失效机理不变的前提下,对产品进行非正常条件应力的施加,从而使产品加速失效[1]。在加速寿命试验中,加速变量、加速模型、应用条件等任何一个环节出现失误,都会使试验结果有误差,从而影响试验的准确性。
一、电子元器件在进行加速寿命试验时出现的问题
1.加速变量选择的限制性
在实验中,对电子元器件进行寿命加速测量时所选择的应力变量被称为加速变量。加速变量的选择,对于电子元器件的寿命试验十分关键。因为加速寿命试验的种类不同,所选择的加速变量也不同,在单应力试验中,输入变量是唯一的加速应力,而且它占据着支配地位。在多应力或者复合应力电子元器件的寿命加速试验中,就会用到多种加速变量[2]。选择不同的电子元器件加速变量,会对加速寿命的实验时间长短及效果产生影响。如当把温度选择为加速变量时,在试验中半导体等元器件的熔点,温度极限等都会成为加速试验的限制性因素。要想保证变量选择的准确性,首先就要熟悉掌握电子元器件的失效物理性,从而才能避免输入影响到失效机理的变量。尽管采取了一些措施,但在实际试验中,加速变量的选择不当对实验产生限制现象还依然存在。
2.加速模型使用不当
试验中的加速模型是应力变量和寿命之间关系的连接与体现。逆幂律模型和Arrhenius模型是最常见的经验模型。加速模型的选择使用对于加速试验的结果会产生较大的影响,而在试验中,人们往往忽略了这一点[3]。因为失效模式有很多种,再加上加速模型的选择要考虑很多的失效物理知识,所以选择合理的加速模型有一定的困难。根据试验中选择的加速变量,我们要合理的选择与之相适应的加速模型。在加速模型选择之前,需要认真查阅相关资料来对应力与寿命之间的关系进行了解。虽然经验模型给人们提供了必要的解决方案,但这只适用于常见的变量选择,在选用逆幂律数学模型对不经常使用的加速变量进行加速寿命试验时,在还没有对结果进行验证之前,就不能称之为经验模型,在新的变量应用中,这是经常犯的一种错误。
3.数据收集不充足
数据在整个电源器件加速寿命试验中扮演了重要角色。数据的收集量直接影响到试验准确性的评价,同时失效数据的获取量也是加速寿命试验进行到底的关键。而在试验中,由于失效数据的不充足,往往使得电子元器件几乎都到了失效的时候才停止加速寿命试验的进行,大程度的降低了实验效率。
二、有效解决电子元器件在加速寿命试验中出现问题的措施
1.加强电子元器件在加速寿命试验中的加速变量研究
电子元器件在加速寿命试验中的加速变量种类很多,只有选择正确的加速变量,才能使试验能够准确顺利进行。所以一定要加强对加速变量的物理性质研究,更好的掌握各种加速变量间的物理作用。例如在对航空元器件的寿命加速试验中,要充分考虑元器件的温度、电压和辐射力等的作用,因为这些因素无论是单一在试验中出现,还是综合起来形成的作用,都会影响实验结果的监测。只有对加速变量有足够的研究,对其物理特性有彻底的理解,才能创造性的利用这些性质回避其对试验造成的限制,才能为加速寿命试验的成功进行做好前期的准备。
2.加强失效数据的获取
电子元器件加速寿命的整个试验,都可以被看作是在短时间内获得充足数据和信息量的过程。数据对于提高试验评估的准确性、缩短试验时间具有重大意义,所以要最大程度的在最短的时间内获取所需数据。提高试验结果评价的有效性、加强失效数据的获取,可以在试验中运用时间变化的方法,推广使用序进应力和步进应力的试验方法。另外,获得失效数据和信息的平台至少要搭建两个,尽量使用三个应力水平同时进行寿命加速试验。
3.加强相关领域人才的培养
电子元器件加速寿命试验是一个非常复杂的实验项目,它集物理、化学、科学、统计、预算等众多学科于一身, 所以要求从业人员必须具备较高的专业技能和多方面的知识体系。因此要加强人才的培养和专业团队的建设,对各部门、各专业的工程师要着力培养,使其掌握更多的参数评估和失效物理知识,为更好的进行电子元器件加速寿命试验的实施进行人才储备。
结束语:
目前虽然电子元器件的加速寿命试验有了一定的发展,但在加速模型、数据收集等方面还面临着挑战,要保证试验结果评估的准确、真实性,要对加速变量、应用条件等因素进行综合考虑,加大研究力度,开拓创新,开发出新的加速模型,整合资源,优化试验结果评估的方案,挖掘与培养专业人士,运用科技手段使其适应时代发展的需求,促进电子行业的可持续发展。
参考文献
[1] 陈循,陶俊勇,张春华.可靠性强化试验与加速寿命试验综述[J].国防科技大学学报,2012,24(4):29 -33.
[2] 韩庆田,杨兴根,高晓燕,等.高加速寿命试验技术[J].北京:科技大学出版社,2010,30(5):54-57.
[3] 褚卫华,陈循,陶俊勇.高加速寿命试验(HALT)与高加速应力筛选(HASS)[J].上海:电力科技出版社,2011(2).
[关键词]电子元器件;寿命试验;问题;措施
中图分类号:TD353.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)20-0362-01
为了提高电子元器件的使用寿命,增加其工作的可靠性,因而对其进行了加速寿命试验,这种实验是在保证产品失效机理不变的前提下,对产品进行非正常条件应力的施加,从而使产品加速失效[1]。在加速寿命试验中,加速变量、加速模型、应用条件等任何一个环节出现失误,都会使试验结果有误差,从而影响试验的准确性。
一、电子元器件在进行加速寿命试验时出现的问题
1.加速变量选择的限制性
在实验中,对电子元器件进行寿命加速测量时所选择的应力变量被称为加速变量。加速变量的选择,对于电子元器件的寿命试验十分关键。因为加速寿命试验的种类不同,所选择的加速变量也不同,在单应力试验中,输入变量是唯一的加速应力,而且它占据着支配地位。在多应力或者复合应力电子元器件的寿命加速试验中,就会用到多种加速变量[2]。选择不同的电子元器件加速变量,会对加速寿命的实验时间长短及效果产生影响。如当把温度选择为加速变量时,在试验中半导体等元器件的熔点,温度极限等都会成为加速试验的限制性因素。要想保证变量选择的准确性,首先就要熟悉掌握电子元器件的失效物理性,从而才能避免输入影响到失效机理的变量。尽管采取了一些措施,但在实际试验中,加速变量的选择不当对实验产生限制现象还依然存在。
2.加速模型使用不当
试验中的加速模型是应力变量和寿命之间关系的连接与体现。逆幂律模型和Arrhenius模型是最常见的经验模型。加速模型的选择使用对于加速试验的结果会产生较大的影响,而在试验中,人们往往忽略了这一点[3]。因为失效模式有很多种,再加上加速模型的选择要考虑很多的失效物理知识,所以选择合理的加速模型有一定的困难。根据试验中选择的加速变量,我们要合理的选择与之相适应的加速模型。在加速模型选择之前,需要认真查阅相关资料来对应力与寿命之间的关系进行了解。虽然经验模型给人们提供了必要的解决方案,但这只适用于常见的变量选择,在选用逆幂律数学模型对不经常使用的加速变量进行加速寿命试验时,在还没有对结果进行验证之前,就不能称之为经验模型,在新的变量应用中,这是经常犯的一种错误。
3.数据收集不充足
数据在整个电源器件加速寿命试验中扮演了重要角色。数据的收集量直接影响到试验准确性的评价,同时失效数据的获取量也是加速寿命试验进行到底的关键。而在试验中,由于失效数据的不充足,往往使得电子元器件几乎都到了失效的时候才停止加速寿命试验的进行,大程度的降低了实验效率。
二、有效解决电子元器件在加速寿命试验中出现问题的措施
1.加强电子元器件在加速寿命试验中的加速变量研究
电子元器件在加速寿命试验中的加速变量种类很多,只有选择正确的加速变量,才能使试验能够准确顺利进行。所以一定要加强对加速变量的物理性质研究,更好的掌握各种加速变量间的物理作用。例如在对航空元器件的寿命加速试验中,要充分考虑元器件的温度、电压和辐射力等的作用,因为这些因素无论是单一在试验中出现,还是综合起来形成的作用,都会影响实验结果的监测。只有对加速变量有足够的研究,对其物理特性有彻底的理解,才能创造性的利用这些性质回避其对试验造成的限制,才能为加速寿命试验的成功进行做好前期的准备。
2.加强失效数据的获取
电子元器件加速寿命的整个试验,都可以被看作是在短时间内获得充足数据和信息量的过程。数据对于提高试验评估的准确性、缩短试验时间具有重大意义,所以要最大程度的在最短的时间内获取所需数据。提高试验结果评价的有效性、加强失效数据的获取,可以在试验中运用时间变化的方法,推广使用序进应力和步进应力的试验方法。另外,获得失效数据和信息的平台至少要搭建两个,尽量使用三个应力水平同时进行寿命加速试验。
3.加强相关领域人才的培养
电子元器件加速寿命试验是一个非常复杂的实验项目,它集物理、化学、科学、统计、预算等众多学科于一身, 所以要求从业人员必须具备较高的专业技能和多方面的知识体系。因此要加强人才的培养和专业团队的建设,对各部门、各专业的工程师要着力培养,使其掌握更多的参数评估和失效物理知识,为更好的进行电子元器件加速寿命试验的实施进行人才储备。
结束语:
目前虽然电子元器件的加速寿命试验有了一定的发展,但在加速模型、数据收集等方面还面临着挑战,要保证试验结果评估的准确、真实性,要对加速变量、应用条件等因素进行综合考虑,加大研究力度,开拓创新,开发出新的加速模型,整合资源,优化试验结果评估的方案,挖掘与培养专业人士,运用科技手段使其适应时代发展的需求,促进电子行业的可持续发展。
参考文献
[1] 陈循,陶俊勇,张春华.可靠性强化试验与加速寿命试验综述[J].国防科技大学学报,2012,24(4):29 -33.
[2] 韩庆田,杨兴根,高晓燕,等.高加速寿命试验技术[J].北京:科技大学出版社,2010,30(5):54-57.
[3] 褚卫华,陈循,陶俊勇.高加速寿命试验(HALT)与高加速应力筛选(HASS)[J].上海:电力科技出版社,2011(2).