可靠性测试关键解析｜如何计算电子元器件失效率及寿命？

         在产品可靠性体系中，电子元器件的可靠性占据着核心地位。特别是在微电子技术迅猛发展的当下，器件可靠性的重要性愈发显著。一旦器件出现可靠性问题，将对产品产生广泛且严重的负面影响。

 

         因此，生产后的试验验证成为确保其可靠性的关键环节。本文将围绕如何通过加速试验计算器件的失效率和寿命，并据此评估其是否满足设计要求展开深入探讨。

 

         器件在实际使用过程中，会受到温度、电压、湿度等多种应力因素的作用。在加速试验中，引入相应的应力加速模型，能够精准模拟实际的环境条件。通过分析加速测试所获取的数据，可有效预估芯片在正常使用状态下的寿命。例如，在行业内广泛应用的Arrhenius加速模型，便是常用的方法之一。

温度加速因子计算式

AF(T)=exp[(Ea/k)×(1/T_use–1/T_stress)]

 

 

*玻尔兹曼常数：8.617×10^-5eV/K

 

电压加速因子计算式

AF(V)=exp[(K/X)×(V_stress–V_use)]=exp[γV×(V_stress–V_use)]

 

 

失效率及寿命计算式

λ（失效率）=χ2c,d/(2×A×N×tA)   

 

 

*加速因子：AF(T)xAF(V)

如芯片寿命服从指数分布，则平均寿命MTTF=1/λ。

 

案例说明

 

举个例子：芯片工作温度为55℃，工作电压为3.3V，实验温度为85℃、实验电压为3.63V，80颗芯片工作1000hrs，0fail。

Ea活化能取0.7，γV取1，置信度取90%，0fail自由度为2，值为4.61（参考表），失效率λ=2599FITs。

 

参考表

 

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