基于熱循環(huán)模式的加速壽命試驗(yàn)

（優(yōu)選）基于熱循環(huán)模式的加速壽命試驗(yàn)當(dāng)前1頁，總共21頁。目錄1、壽命試驗(yàn)

2、加速壽命試驗(yàn)3、基于熱循環(huán)模式的加速壽命試驗(yàn)當(dāng)前2頁，總共21頁。狹義的可靠性試驗(yàn)就是壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)，通過試驗(yàn)獲得諸如失效率，平均壽命等可靠性特征量，以此作為可靠性預(yù)計，驗(yàn)證，鑒定和改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)1壽命試驗(yàn)當(dāng)前3頁，總共21頁。2加速壽命試驗(yàn)壽命試驗(yàn)分為貯存試驗(yàn)和工作壽命試驗(yàn),貯存試驗(yàn)要施加一定的環(huán)境應(yīng)力,工作壽命試驗(yàn)要施加一定的環(huán)境應(yīng)力和電應(yīng)力。對于長壽命電子元器件來說,進(jìn)行長期壽命試驗(yàn)是不現(xiàn)實(shí)的。因此廣泛采用了加速壽命試驗(yàn)的方法,就是在不改變產(chǎn)品失效機(jī)理、不引入新的失效因子的前提下,提高試驗(yàn)應(yīng)力,加速產(chǎn)品失效進(jìn)程,然后根據(jù)加速壽命試驗(yàn)的結(jié)果,來預(yù)計正常應(yīng)力下的產(chǎn)品壽命。當(dāng)前4頁，總共21頁。2加速壽命試驗(yàn)分類恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)將一定數(shù)量的試樣分幾組,每組固定一個應(yīng)力水平進(jìn)行試驗(yàn)它的試驗(yàn)因素單一,數(shù)據(jù)易處理,外推精度較高,故最常用步進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)以積累損傷失效護(hù)理模型為依據(jù)試驗(yàn)時,每組樣品固定一個逐級升高應(yīng)力的時間,直到足夠數(shù)量的樣品失效為止。這種試驗(yàn)周期較短,但精度較低序進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)序進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)可近似看作步進(jìn)應(yīng)力的每級應(yīng)力差很小的極限情況,進(jìn)行這種試驗(yàn)需專門程序控制,故很少采用當(dāng)前5頁，總共21頁。3基于熱循環(huán)模式的加速壽命試驗(yàn)名詞解釋試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻?yīng)力分析效果評析當(dāng)前6頁，總共21頁。名詞解釋

MTBF是指相鄰兩次故障之間的平均工作時間，也稱為平均故障間隔。它僅適用于可維修產(chǎn)品。同時也規(guī)定產(chǎn)品在總的使用階段累計工作時間與故障次數(shù)的比值為MTBF

失效密度λ另外一個常用的參數(shù)是λ，它是指在產(chǎn)品在t時刻失效的可能性，是失效間隔時間的倒數(shù)

λ＝1/MTBF當(dāng)前7頁，總共21頁。名詞解釋

浴盆曲線圖1:

壽命特性曲線,表時整個單元壽命內(nèi)的失效率1.由于潛在缺陷引起的失效2.由隨機(jī)外部事件引起的失效3.由擊穿引起的失效4.壽命特性曲線(“浴盆曲線”)當(dāng)前8頁，總共21頁。名詞解釋

加速因子加速因子定義為設(shè)備在自然服役環(huán)境下的壽命與在加速環(huán)境下的壽命之比。活化能

阿侖尼烏斯（S．A．Arrhenius）發(fā)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的速度常數(shù)k和絕對溫度T之間有d（lnk）/dt=E/RT2的關(guān)系。這里的E就是活化能。

當(dāng)前9頁，總共21頁。試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

應(yīng)力要求應(yīng)力級別備注溫度要求(℃))高溫=+65℃低溫=-10℃溫度變化斜率升溫速率>5℃/分鐘降溫速率>3℃/分鐘PA輸出額定功率恒溫箱內(nèi)部溫度-時間變化曲線參見圖2的每日溫度-時間變化曲線電壓要求V=+30V單日循環(huán)次數(shù)8cycles/day當(dāng)前10頁，總共21頁。試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

當(dāng)前11頁，總共21頁。試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

樣機(jī)數(shù)量定為40臺，每版本抽取10臺樣機(jī)，以期能在短時間內(nèi)完成目標(biāo)單元時間10000小時的測試。每個版本各單獨(dú)選擇1臺樣機(jī)不參加ALT測試，在ALT測試前后的時間點(diǎn)測試指標(biāo)。測試項(xiàng)目測試預(yù)計時間測試?yán)锍瘫β恃h(huán)試驗(yàn)試驗(yàn)完成時間1天反復(fù)對DC及RF功率切換20次后，對樣品進(jìn)行ATP測試，測試指標(biāo)應(yīng)合格，并與試驗(yàn)前的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，應(yīng)無明顯差異。熱循環(huán)試驗(yàn)熱循環(huán)時間總計11天時間（10.6天）經(jīng)過10000單元小時以上的測試時間，所有樣品除因溫度漂移引起的部分指標(biāo)降級外，無損壞、失效情況發(fā)生當(dāng)前12頁，總共21頁。模型分析

無線射頻功放應(yīng)用于戶外環(huán)境,它將遭受穩(wěn)態(tài)溫度極限和每日溫度循環(huán)的雙重考驗(yàn)，在進(jìn)行ALT計劃時，MIL-HDBK-344A加速模型更好地說明了在壽命測試和戶外返修中的合成失效模式,并且在熱循環(huán)壽命測試中,更能精確地測量整體加速度，當(dāng)在戶外使用和測試環(huán)境中,產(chǎn)品工作在恒定溫度或接近恒定溫度時,Arrhenius加速因子起主導(dǎo)作用。加速因子模型模型的形式為

where:AF= 加速因子

TemperatureindegreesKelvin，其中T1表示現(xiàn)場應(yīng)用溫度，T2表示加速測試溫度；當(dāng)前13頁，總共21頁。模型分析

無線射頻功放應(yīng)用于戶外環(huán)境,它將遭受穩(wěn)態(tài)溫度極限和每日溫度循環(huán)的雙重考驗(yàn)，在進(jìn)行ALT計劃時，MIL-HDBK-344A加速模型更好地說明了在壽命測試和戶外返修中的合成失效模式,并且在熱循環(huán)壽命測試中,更能精確地測量整體加速度，當(dāng)在戶外使用和測試環(huán)境中,產(chǎn)品工作在恒定溫度或接近恒定溫度時,Arrhenius加速因子起主導(dǎo)作用。Arrhenius模型

加速因子模型模型的形式為

where:AF= 加速因子

TemperatureindegreesKelvin，其中T1表示現(xiàn)場應(yīng)用溫度，T2表示加速測試溫度；當(dāng)前14頁，總共21頁。模型分析

K=Boltzmannconstant Ea=Failureactivationenergy根據(jù)ALT試驗(yàn)方案要求，T1=273+30=303K，T2=273+65=338K；電子元器件的激活能與溫度之間的關(guān)系曲線：當(dāng)前15頁，總共21頁。模型分析

根據(jù)HP的可靠性工程部CRE的測試規(guī)范，激活能Ea表示所有幾臺Ea的平均值，如果新產(chǎn)品的Ea無法計算，DELL、HP、Motorola統(tǒng)一將Ea設(shè)為0.67ev為常數(shù)；貝爾實(shí)驗(yàn)室根據(jù)通信產(chǎn)品的特點(diǎn)將Ea設(shè)定為0.8ev；根據(jù)我司產(chǎn)品的相似性，在Ea未知的情況下將Ea取為0.8ev；當(dāng)前16頁，總共21頁。模型分析

Norris-Landzberg模型

Norris-Landzberg模型說明了溫度漂移,高溫極限,還有涉及應(yīng)力松弛的鉛軸承焊接合金的由時間決定的熱機(jī)行為.此模型解釋了完全根據(jù)經(jīng)驗(yàn)的觀察:在低頻熱循環(huán)時延長的停留時間,加速了疲勞損壞,引起了高風(fēng)險焊接互連的早期失效；當(dāng)前17頁，總共21頁。模型分析

Norris-Landzberg加速因子的標(biāo)準(zhǔn)公式為:測試條件：-10~+65°C，每天循環(huán)8次；

△T=75℃Tmax=273+65=338kf=8使用條件：每天循環(huán)1次，△T=13℃

Tmax=273+55=328kf=1Norris-Landzberg加速因子AF：當(dāng)前18頁，總共21頁。模型分析

MIL-HDBK-344A的加速模型

MIL-HDBK-344A加速模型說明了熱循環(huán)中的合成退化和失效機(jī)理.此經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪且詰?yīng)力常量kTc為基礎(chǔ),kTc是在加速測試和戶外使用的情況下對累積失效的指數(shù)率進(jìn)行的測量.合成加速因子AF是在使用和測試情況下的應(yīng)力常量之比：△T：單位電平溫度漂移，單位是°C；R：：熱循環(huán)中每分鐘單位溫度轉(zhuǎn)換率，單位是°C；合成因子表示為：（KTC)U表示使用條件下的熱應(yīng)力因子；(KTC)T表示測試條件下的熱應(yīng)力因子；當(dāng)前19頁，總共21頁。模型分析

測試條件：-10°C~+65°