一种星载电子产品老练试验加速因子估计方法
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模型及广义 Ｅ ｙ ｒ ｉ ｎ ｇ模 型 的数 学 表 达 李 晓 阳 和 姜
的 可靠性 函数与 失效 率 （ 各器 件失 效率 之 和 ） ； Ｒ （ ｔ ） 、Ａ — — 加 大应 力 下 产 品 的可 靠 性 函数
与 失效率 将式 （ ２ ）的结 果代 入式 （ １ ） ，得 ：
作 失效 率 预计模 型 中失 效率 与 温度 的关 系 。
例如 ：单 片数 字集 成 电路 的＿ ［ 作失 效率 预计 模
型为 ：
Ａ ｐ ＝ 丌 Ｑ［ Ｃ １ ７ ｒ ｒ 刀
式 （ ４ ）中 ：仃 ７ ｒ 广 ７ ｒ
（ Ｃ ２ ＋ Ｃ ３ ）７ ｒ ７ ｒ
（ ４ ）
温度 下 的等效 试验 时 间 当前 ．对 于折 算 因子 的计
算 尚无统 一 的认识 ，例如 ：某 航天 项 目统一 给 定 了 各项 环境 试验 （ 含 老 练试 验 ） 的折 算 因子 ：另 一航 天项 目建 议 使 用 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ模 型 计 算 老 练试 验 的折
应力 等 ）加 速模 型
上 述加 速 寿命 模 型都可 能适 用 于星 载 电子产 品 温度 老练 试 验 ．但 为各类 电子器 件选 择 合适 的模 型 本 身 将 是 非 常 大 的挑 战 。此 外 。模 型 参 数 的 确 定
（ 如 ：Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 模 型 中 的激 活 能 ） 也 是 较 大 的 难 题 而 对一 类试 验 给定 一种 加 速 因子则 忽视 了不 同 类 型器 件之 间的差 异 ．给 出的 加速 因子 的物 理含 义 是 不 明确 的 对此 ．本 文提 出一种 基于 电子 产 品可 靠 性预 计 数据 的老 练试 验 加速 因子 计算 方法 该 方
Ｃ ． 、Ｃ 厂
电路 复杂 度失 效率 ；
Ｃ —— 封 转复 杂度 失效 率 其 中 ．温度 应 力 系 数 ７ ｒ 取 决 于 电 路 的 工 艺 和 电路 的结温 。Ｇ Ｊ Ｂ ２ ９ ９ Ｃ 一 ２ ０ ０ ６给 出 了电路 结 温 的 计算 方法 ．对于 管壳 热 阻不能 确 定 的电路 还 给 出了
正 常 应 力 作 用 下 产 品
高 于产 品实 际工 作温 度 的老 练试 验 ．也可 以视 为 一类 温 度 加速 寿 命试 验 对 此 ．林 震 等 ［ ２ １详 细 地 探讨 了 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 模 型 的线 性 化 寿 命 与 温度 关 系 的推 导 过程 ．模 型参 数 的意 义 ．并给 出 了加速 因子 的公 式 李进 和李传 日 ［ ３ １从 激 活 能 的定 义 和 物理 意 义 出发 ．提 出 了修 正 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 加 速 因 子 石颉 等 基 于 低压 熔 断 器 金属 电迁 移 失效 寿 命 中值公 式推 导 了加 速 因子 ．进 而提 出 了变加 速 因子 的寿命 评估 方 法 李军 和 谬 海杰 ［ ４ ］简 述 了几 类 加 速 寿命 试验 模 型 ，介绍 了同样 描 述温 度 加速 效 应 的 Ｅ ｙ ｉ ｆ ｎ ｇ
ＡＦ ＝ Ｌ ｏ ／ Ｌ１ ＝ Ａ１ ／ Ａ ｏ （ ３）
１ ． ２ 器 件预 计 失效 率与温 度 的关 系
由式 （ ３ ）可 见 ．电子 产 品老 练 的加 速 因 子 可 以估计 为该 产 品在老 练 温度下 的失效 率 与工作 温 度
下 的失 效率 之 比 而 组成 电子产 品 的各类 器件 的预
为： Ａ Ｐ ＝ Ａ ６ ７ ｒ ’ ， ７ ｒ Ｆ （ ５ ）
性 预 计一 可靠 性 评 估 的定 量 可 靠性 指 标 设 计 、验 证 体 系
质 量 系数 ；
温度应 力 系数 ； 环 境系 数 ；
７ ｒ —— 电压应 力 系 组成 器件 预计 失效 率 与温 度应
力 的关 系 ．通 过 比较 产 品在不 同温度环 境 下 的不 同 预计 失效 率 以估计 温 度老 练试 验 的加 速 因子 由于
电子 产 品可 靠 性 与 环 境 试 验
２ ０ １ ３年
一
般 高于 产 品的实 际工 作 温度 ．因此 在进行 可 靠性
对 于 器件 串联 构成 的 电子产 品 ｆ 一 般该 类产 品
为开 展老 练试 验 的基本 单元 ） ，有 ：
ｆ∞
评 估 时需 要将 产 品老 练时 间折 算 为产 品在实 际 ＿ Ｔ 作
电子产 品 可靠 性 预计 方法 的广 泛使 用 ．该 方法应 用 简 便 ：同时 ．南于加 速 因子是 基 于可靠 性 预计模 型 估 计所 得 ．可 靠性 评 估 的结果 与 可靠性 预计 结 果更
具 可 比性 ．有 利 于建 立 起 统 一 的可 靠 性 分 配一 可靠
建议 值 。 同时 ，Ｇ Ｊ Ｂ ２ ９ ９ Ｃ 一 ２ ０ ０ ６还 给 出 了单 片 数字 集 成 电路 结 温 与温 度应 力 系数 ７ ｒ 的关 系 。 又 如 ：混 合 集 成 电路 的工 作 失 效 率 预 计 模 型
计 失效 率与 温度 的关 系 则可参 考 现行 有效 的国军 标 Ｇ Ｊ Ｂ ／ Ｚ ２ ９ ９ Ｃ 一 ２ ０ ０ ６《 电子 设 备 可 靠 性 预 计 手 册 》 及 其 实施 指南 本 文仅 举 ３个 例子 以说 明电子 产 品工
同敏 ［ ５ １综 述 了加 速 寿命 试 验 中 多 应 力 （ 温 度 、 电
算 因子等 。
ｏ ＝ｊ Ｒ ０ （ ｔ ） ｄ ｔ ＝ ｅ ｘ ｐ（ － Ａ ｏ ｔ ） ｄ ｔ ＝ ｌ ／ Ａ ｏ
∞
￡ ｌ ＝｝ Ｒ １ （ ｔ ） ｄ ｔ ＝ ｅ ｘ ｐ（ － Ａ １ ｔ ） ｄ ｔ ＝ ｌ ／ ａ ，
式 （ ２ ） 中 ：Ｒ 。（ ｔ ） 、Ａ 厂
（ ２ ）
的 可靠性 函数与 失效 率 （ 各器 件失 效率 之 和 ） ； Ｒ （ ｔ ） 、Ａ — — 加 大应 力 下 产 品 的可 靠 性 函数
与 失效率 将式 （ ２ ）的结 果代 入式 （ １ ） ，得 ：
作 失效 率 预计模 型 中失 效率 与 温度 的关 系 。
例如 ：单 片数 字集 成 电路 的＿ ［ 作失 效率 预计 模
型为 ：
Ａ ｐ ＝ 丌 Ｑ［ Ｃ １ ７ ｒ ｒ 刀
式 （ ４ ）中 ：仃 ７ ｒ 广 ７ ｒ
（ Ｃ ２ ＋ Ｃ ３ ）７ ｒ ７ ｒ
（ ４ ）
温度 下 的等效 试验 时 间 当前 ．对 于折 算 因子 的计
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应力 等 ）加 速模 型
上 述加 速 寿命 模 型都可 能适 用 于星 载 电子产 品 温度 老练 试 验 ．但 为各类 电子器 件选 择 合适 的模 型 本 身 将 是 非 常 大 的挑 战 。此 外 。模 型 参 数 的 确 定
（ 如 ：Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 模 型 中 的激 活 能 ） 也 是 较 大 的 难 题 而 对一 类试 验 给定 一种 加 速 因子则 忽视 了不 同 类 型器 件之 间的差 异 ．给 出的 加速 因子 的物 理含 义 是 不 明确 的 对此 ．本 文提 出一种 基于 电子 产 品可 靠 性预 计 数据 的老 练试 验 加速 因子 计算 方法 该 方
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电路 复杂 度失 效率 ；
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正 常 应 力 作 用 下 产 品
高 于产 品实 际工 作温 度 的老 练试 验 ．也可 以视 为 一类 温 度 加速 寿 命试 验 对 此 ．林 震 等 ［ ２ １详 细 地 探讨 了 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 模 型 的线 性 化 寿 命 与 温度 关 系 的推 导 过程 ．模 型参 数 的意 义 ．并给 出 了加速 因子 的公 式 李进 和李传 日 ［ ３ １从 激 活 能 的定 义 和 物理 意 义 出发 ．提 出 了修 正 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 加 速 因 子 石颉 等 基 于 低压 熔 断 器 金属 电迁 移 失效 寿 命 中值公 式推 导 了加 速 因子 ．进 而提 出 了变加 速 因子 的寿命 评估 方 法 李军 和 谬 海杰 ［ ４ ］简 述 了几 类 加 速 寿命 试验 模 型 ，介绍 了同样 描 述温 度 加速 效 应 的 Ｅ ｙ ｉ ｆ ｎ ｇ
ＡＦ ＝ Ｌ ｏ ／ Ｌ１ ＝ Ａ１ ／ Ａ ｏ （ ３）
１ ． ２ 器 件预 计 失效 率与温 度 的关 系
由式 （ ３ ）可 见 ．电子 产 品老 练 的加 速 因 子 可 以估计 为该 产 品在老 练 温度下 的失效 率 与工作 温 度
下 的失 效率 之 比 而 组成 电子产 品 的各类 器件 的预
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电子 产 品可 靠 性 与 环 境 试 验
２ ０ １ ３年
一
般 高于 产 品的实 际工 作 温度 ．因此 在进行 可 靠性
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电子产 品 可靠 性 预计 方法 的广 泛使 用 ．该 方法应 用 简 便 ：同时 ．南于加 速 因子是 基 于可靠 性 预计模 型 估 计所 得 ．可 靠性 评 估 的结果 与 可靠性 预计 结 果更
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同敏 ［ ５ １综 述 了加 速 寿命 试 验 中 多 应 力 （ 温 度 、 电
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ｏ ＝ｊ Ｒ ０ （ ｔ ） ｄ ｔ ＝ ｅ ｘ ｐ（ － Ａ ｏ ｔ ） ｄ ｔ ＝ ｌ ／ Ａ ｏ
∞
￡ ｌ ＝｝ Ｒ １ （ ｔ ） ｄ ｔ ＝ ｅ ｘ ｐ（ － Ａ １ ｔ ） ｄ ｔ ＝ ｌ ／ ａ ，
式 （ ２ ） 中 ：Ｒ 。（ ｔ ） 、Ａ 厂
（ ２ ）