加速老化实验 加速老化试验计算公式
加速寿命试验
寿命试验(包括截尾寿命试验)方法基性试验方法正常工作条件常常采寿命试验方法估计产品种性特征种方法寿命特长产品说种合适方法需花费长试验时间甚作完寿命试验新产品设计出老产品淘汰种方法产品迅速发展相适应断研究寿命试验基础找加应力缩短时间加速寿命试验方法 加速寿命试验加试验应力(诸热应力电应力机械应力等)方法加快产品失效缩短试验周期运加速寿命模型估计出产品正常工作应力性特征 面加速寿命试验思路分类参数估计方法试验组织方法做简单介绍 1 问题
高元器件者整机寿命相长尤规模集成电路长达数百万时障类产品性数量特征般意义载尾寿命试验便力解决问题方法目前种：
（１）障数r0性评定方法 指数分布产品定时截尾试验
θL2S(t0)
2χα(2)
22S(t)χαα00总试验时间风险 01时1(2)4605≈46α005时
χ0205(2)5991≈6
（２）加速寿命试验方法
半导体器件理寿命限长工艺水生产条件限制寿命限长正常应力水S0条件寿命相长高达十万甚数百万时样产品正常应力水S0条件法进行寿命试验时进行数千时寿命试验半导体器件发生失效时会遇没失效情况样法估计出种半导体器件种性特征选正常应力水S0高应力水S1S2…Sk应力进行寿命试验产品快出现障
（３）障机理分析方法
研究产品理化生微观缺陷研究缺陷发展规律预测产品障性特征量
2 加速寿命试验思路
产品障应力—强度模型（见图55）
图55 应力—强度模型
中：R(t)P(强度＞应力)F(t)P(应力≥强度)
强度应力均确定型时产品t2障实际强度应力概率风险型均服正态分布时产品提前t1定概率发生障
知：产品早点出现障加应力减少强度产品加工形成强度基固定行办法提高应力缩短寿命试验周期 3 加速寿命试验分类
通常分三种：
（1）恒定应力加速寿命试验(目前常)．定数量样品分组组固定定应力水进行寿命试验求选取应力水高正常工作条件应力水试验做组样品均定数量产品发生失效止图56示
（2）步进应力加速寿命试验先选定组应力水譬S1S2…Sk高正常工作条件应力水S0试验开始定数量样品应力水S1进行试验段时间t1时应力水提高S2未失效产品S2应力水继续进行试验继续直定数量产品发生失效止图57示
（3）序进应力加速寿命试验产品分组应力分档应力等速升高直定数量障发生止施加应方水时间等速升图58示种试验需专
门设备
图56 恒定应力 图57 步进应力 图58 序进应力
述三种加速寿命试验中恒定应力加速寿命试验更成熟．种试验需时间短般寿命试验试验时间缩短少．常采试验方法目前国外许单位已采恒定应力加速寿命试验方法估计产品种性特征批成功实例面介绍组织恒定应力加速寿命试验统计分析方
法包括图估计数值估计方法
4 恒定应力加速寿命试验参数估计
产品寿命分布应参数估计方法面威布尔寿命分布产品例说明寿命分布估计问题参考关文献
41 基假定
恒定应力加速寿命试验停止全部部分样品失效时间接着进行统计分析定统计分析方法根产品寿命分布产品失效机理制定统计分析方法成行必须项基假定违反项基假定统计分析结果合理解释项基假定少产品够满足条件中抽象出项基假定数产品说种约束安排恒定应力加速寿命试验时注意项基假定满足
（１）设产品正常应力水S0加速应力水确定S1S2…Sk水i产品寿命服似服威布尔分布间差仅参数
点威布尔概率纸验证 分布函数 S
⎛tiFTi(ti)1−exp⎜⎜−ηi⎝
（２）加速应力S1S2…
理相 ⎞⎟⎟⎠ti≥0i012k miSk产品障机理正常应力水S0产品障机
m0＝m1＝m2 威布尔分布形状参数m变化反映产品障机理变化
＝…＝k
点威布尔概率纸验证档次加速应力试验数威布尔概率纸基族行直线假定（２）满足
（３）产品特征寿命η加应力s关系： m
lnηa+bϕ(s)
ab估参数ϕ(s)应力s某已知函数式通常称加速寿命方程 假定根阿伦尼斯方程逆幂律模型抽象出： E1Elnηlnβ+[]KTKT ∵ ηβe ∴
EαlnβbKlnηa+bϕ(T) 令
1ηdVc ∵
∴ lnη−lnd−clnV
令 a−lndb−c
lnηa+bϕ(V)
国外量实验数表明少产品满足述三项基假定说少产品进行恒定应力加速寿命试验
42 图估法
(威布尔分布)
步骤：
① 分绘制加速应力寿命分布应直线
② 利威布尔概率纸条直线估计出相应加速应力形状参数mi特征寿命ηi
③ 假定（２）取kmi加权均作正常应力S0形状参数m0估计值：
ˆ0m
诸ˆ1+n2mˆ2++nkmˆkn1mn1+n2++nk ni第i分组中投试样品数
④ 假定（３）ϕ(s)横坐标lnη坐标坐标面描点根k点 (ϕ(s1)lnη1)(ϕ(s2)lnη2)…(
读出正常应力ϕ(sk)lnηk)配置条直线利条直线
ˆmˆηˆ0ˆS0应特征寿命数值lnηη取反数ηo估计值0
⑤ 威布尔概率纸作直线Lo参数分00
⑥ 利直线Lo威布尔概率纸产品种性特征量进行估计
5 恒定应力加速寿命试验组织
机批产品中取n样品分成k组k应力水进行恒加试验时必须事前作周密考虑慎重仔细做试验设计安排组织工作恒加试验花费较力物力时间事先考虑周预期效果组织工作实施程中应注意方面
51 加速应力S选择
产品失效失效机理决定研究什应力会产生什样失效机理什样应力加时加快产品失效．根研究选择什应力作加速应力通常加速寿命试验中指应力外机械应力(压力振动撞击等)热应力(温度)电应力(电压电流功率等)遇种失效机理情况应选择种产品失效机理起促进作应力作加速应力温度电子元件加速作阿伦尼斯方程描述寿命
tβe
式中β――正常数β＞０
4EkT k――玻尔兹曼常数k＝08617×10evK
T――绝温度
E――激活（ev）
直流电压电容器等加速作逆幂率描述 寿命
t
dc正常数d>0c>0
验数c5验表明：灯泡电子灯丝寿命约电压13次方成反等等
值注意：电子元器件温度+振动种组合应力更加速障出现统计处理困难 1dVc
52 加速应力水S1S2…Sk确定
恒加试验中安排少组应力宜呢k取越水数越求加速方程中两系数估计越精确水数越投入试验样品数增加试验设备试验费增加矛盾单应力恒加试验中般求应力水数五少4双应力恒加试验情况水数应适增加
确定加速应力水S1＜S2＜…＜Sk重原诸应力水Si产品失效机理正常应力水S0产品失效机理相进行加速寿命试验目高应力水进行寿命试验较快获失效数估计出性指标利加速方程外推正常工作应力S0产品性指标假加速应力水S1S2…Sk正常应力水S0产品失效机理质外推困难确定应力水S1S2…Sk时违背条原会导致加速寿命试验失败
低应力水S1选取应量正常工作应力S0样提高外推精度S1太接S0否收缩短试验时间目高应力水Sk应量选应注意改变失效机理特超产品允许极限应力值估计晶体常温储存寿命提高储存温度方法常温储存时芯表面化学变化导致晶体障障机理温度升高肯定加速变化温度升高时会引起焊锡灰化引线脱落开路等新障机理温度便选高合理确定S1Sk需丰富工程验专业知识先作试验确定S1Sk确定S1Sk中间应力水S2…Sk−1应适分散相邻应力水间隔较合理般列三种取法：
（1）k应力水等间隔取值
（2）温度倒数成等间隔取值 1111−(j−1)∆∆(−(k−1)TT1T1Tk jj23Lk−1
（3）电压V数等间隔取值
∆(lnVk−lnV1)(k−1)lnVjlnV1+(j−1)∆j23Lk−1
53 试验样品选取分组
整恒加试验k组寿命试验组成寿命试验试验样品假应力水
k
n∑ninSi1i投入i试验样品i＝12…k末恒加试验需样品数
n样品应批产品中机抽取切忌素参作n产品机分成k组注意组样品某部分抽取
应力水样品数i相等等高应力产品容易失效低应力产品易失效低应力应安排样品高应力水少安排样品般应力水样品数均宜少5 n
54 明确失效判测定失效时间
受试样品否失效应根产品技术规范确定失效标准判断失效判定明确动监测设备应量记录失效样品准确失效时间
假没办法测出失效产品准确失效时间采定周期测试方法预先确定
干测试时间
ni样品应力Si进行寿命试验0τ0
(1)测试时间τ1τ2…ττllτl确定较合理(2)定出诸τj知(τj−1τj]失效样品估算出j失效样品失效时间面分加讨
（1）测试时间确定家知道测试时间定太密否会增加测试工作量 定太疏统计分析增加困难注意测试时间确定产品失效规律失效机理关较失效时间间隔应测密失效时间间隔少测次量测试周期产品发生失效应失效产品集中少数测试周期估计产品失效规律递减型测试周期安排时先密疏基数等间隔取j
12510205010020050010002000…
3103010030010003000…
估计产品失效递增型测试周期安排时应先疏密
(2)失效时间估算已知(
估计ljlττj−1τj]时间lj样品失效等间隔方式 lj失效样品失效时间(τj−1τj]第h失效时间式计算：
τjhτj−1+τj−τj−1
lj+1h
h＝12…lj
时幻失效时间数均匀分布(lnτj−1lnτj](τj−1τj]第h失效时间式计算
lntjhlnτj−1+lnτj−lnτj−1
lj+1hl h＝12…j
55 试验停止时间
做试验样品失效样统计分析精度高少产品做全部失效会导致试验时间太长时采定数截尾定时截尾寿命试验求应力水50％样品失效果确实困难少30％失效应力水5受试样品少3失效否统计分析精度较差
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
《香当网》用户分享的内容，不代表《香当网》观点或立场，请自行判断内容的真实性和可靠性！
该内容是文档的文本内容，更好的格式请下载文档
加速寿命试验
寿命试验(包括截尾寿命试验)方法基性试验方法正常工作条件常常采寿命试验方法估计产品种性特征种方法寿命特长产品说种合适方法需花费长试验时间甚作完寿命试验新产品设计出老产品淘汰种方法产品迅速发展相适应断研究寿命试验基础找加应力缩短时间加速寿命试验方法 加速寿命试验加试验应力(诸热应力电应力机械应力等)方法加快产品失效缩短试验周期运加速寿命模型估计出产品正常工作应力性特征 面加速寿命试验思路分类参数估计方法试验组织方法做简单介绍 1 问题
高元器件者整机寿命相长尤规模集成电路长达数百万时障类产品性数量特征般意义载尾寿命试验便力解决问题方法目前种：
（１）障数r0性评定方法 指数分布产品定时截尾试验
θL2S(t0)
2χα(2)
22S(t)χαα00总试验时间风险 01时1(2)4605≈46α005时
χ0205(2)5991≈6
（２）加速寿命试验方法
半导体器件理寿命限长工艺水生产条件限制寿命限长正常应力水S0条件寿命相长高达十万甚数百万时样产品正常应力水S0条件法进行寿命试验时进行数千时寿命试验半导体器件发生失效时会遇没失效情况样法估计出种半导体器件种性特征选正常应力水S0高应力水S1S2…Sk应力进行寿命试验产品快出现障
（３）障机理分析方法
研究产品理化生微观缺陷研究缺陷发展规律预测产品障性特征量
2 加速寿命试验思路
产品障应力—强度模型（见图55）
图55 应力—强度模型
中：R(t)P(强度＞应力)F(t)P(应力≥强度)
强度应力均确定型时产品t2障实际强度应力概率风险型均服正态分布时产品提前t1定概率发生障
知：产品早点出现障加应力减少强度产品加工形成强度基固定行办法提高应力缩短寿命试验周期 3 加速寿命试验分类
通常分三种：
（1）恒定应力加速寿命试验(目前常)．定数量样品分组组固定定应力水进行寿命试验求选取应力水高正常工作条件应力水试验做组样品均定数量产品发生失效止图56示
（2）步进应力加速寿命试验先选定组应力水譬S1S2…Sk高正常工作条件应力水S0试验开始定数量样品应力水S1进行试验段时间t1时应力水提高S2未失效产品S2应力水继续进行试验继续直定数量产品发生失效止图57示
（3）序进应力加速寿命试验产品分组应力分档应力等速升高直定数量障发生止施加应方水时间等速升图58示种试验需专
门设备
图56 恒定应力 图57 步进应力 图58 序进应力
述三种加速寿命试验中恒定应力加速寿命试验更成熟．种试验需时间短般寿命试验试验时间缩短少．常采试验方法目前国外许单位已采恒定应力加速寿命试验方法估计产品种性特征批成功实例面介绍组织恒定应力加速寿命试验统计分析方
法包括图估计数值估计方法
4 恒定应力加速寿命试验参数估计
产品寿命分布应参数估计方法面威布尔寿命分布产品例说明寿命分布估计问题参考关文献
41 基假定
恒定应力加速寿命试验停止全部部分样品失效时间接着进行统计分析定统计分析方法根产品寿命分布产品失效机理制定统计分析方法成行必须项基假定违反项基假定统计分析结果合理解释项基假定少产品够满足条件中抽象出项基假定数产品说种约束安排恒定应力加速寿命试验时注意项基假定满足
（１）设产品正常应力水S0加速应力水确定S1S2…Sk水i产品寿命服似服威布尔分布间差仅参数
点威布尔概率纸验证 分布函数 S
⎛tiFTi(ti)1−exp⎜⎜−ηi⎝
（２）加速应力S1S2…
理相 ⎞⎟⎟⎠ti≥0i012k miSk产品障机理正常应力水S0产品障机
m0＝m1＝m2 威布尔分布形状参数m变化反映产品障机理变化
＝…＝k
点威布尔概率纸验证档次加速应力试验数威布尔概率纸基族行直线假定（２）满足
（３）产品特征寿命η加应力s关系： m
lnηa+bϕ(s)
ab估参数ϕ(s)应力s某已知函数式通常称加速寿命方程 假定根阿伦尼斯方程逆幂律模型抽象出： E1Elnηlnβ+[]KTKT ∵ ηβe ∴
EαlnβbKlnηa+bϕ(T) 令
1ηdVc ∵
∴ lnη−lnd−clnV
令 a−lndb−c
lnηa+bϕ(V)
国外量实验数表明少产品满足述三项基假定说少产品进行恒定应力加速寿命试验
42 图估法
(威布尔分布)
步骤：
① 分绘制加速应力寿命分布应直线
② 利威布尔概率纸条直线估计出相应加速应力形状参数mi特征寿命ηi
③ 假定（２）取kmi加权均作正常应力S0形状参数m0估计值：
ˆ0m
诸ˆ1+n2mˆ2++nkmˆkn1mn1+n2++nk ni第i分组中投试样品数
④ 假定（３）ϕ(s)横坐标lnη坐标坐标面描点根k点 (ϕ(s1)lnη1)(ϕ(s2)lnη2)…(
读出正常应力ϕ(sk)lnηk)配置条直线利条直线
ˆmˆηˆ0ˆS0应特征寿命数值lnηη取反数ηo估计值0
⑤ 威布尔概率纸作直线Lo参数分00
⑥ 利直线Lo威布尔概率纸产品种性特征量进行估计
5 恒定应力加速寿命试验组织
机批产品中取n样品分成k组k应力水进行恒加试验时必须事前作周密考虑慎重仔细做试验设计安排组织工作恒加试验花费较力物力时间事先考虑周预期效果组织工作实施程中应注意方面
51 加速应力S选择
产品失效失效机理决定研究什应力会产生什样失效机理什样应力加时加快产品失效．根研究选择什应力作加速应力通常加速寿命试验中指应力外机械应力(压力振动撞击等)热应力(温度)电应力(电压电流功率等)遇种失效机理情况应选择种产品失效机理起促进作应力作加速应力温度电子元件加速作阿伦尼斯方程描述寿命
tβe
式中β――正常数β＞０
4EkT k――玻尔兹曼常数k＝08617×10evK
T――绝温度
E――激活（ev）
直流电压电容器等加速作逆幂率描述 寿命
t
dc正常数d>0c>0
验数c5验表明：灯泡电子灯丝寿命约电压13次方成反等等
值注意：电子元器件温度+振动种组合应力更加速障出现统计处理困难 1dVc
52 加速应力水S1S2…Sk确定
恒加试验中安排少组应力宜呢k取越水数越求加速方程中两系数估计越精确水数越投入试验样品数增加试验设备试验费增加矛盾单应力恒加试验中般求应力水数五少4双应力恒加试验情况水数应适增加
确定加速应力水S1＜S2＜…＜Sk重原诸应力水Si产品失效机理正常应力水S0产品失效机理相进行加速寿命试验目高应力水进行寿命试验较快获失效数估计出性指标利加速方程外推正常工作应力S0产品性指标假加速应力水S1S2…Sk正常应力水S0产品失效机理质外推困难确定应力水S1S2…Sk时违背条原会导致加速寿命试验失败
低应力水S1选取应量正常工作应力S0样提高外推精度S1太接S0否收缩短试验时间目高应力水Sk应量选应注意改变失效机理特超产品允许极限应力值估计晶体常温储存寿命提高储存温度方法常温储存时芯表面化学变化导致晶体障障机理温度升高肯定加速变化温度升高时会引起焊锡灰化引线脱落开路等新障机理温度便选高合理确定S1Sk需丰富工程验专业知识先作试验确定S1Sk确定S1Sk中间应力水S2…Sk−1应适分散相邻应力水间隔较合理般列三种取法：
（1）k应力水等间隔取值
（2）温度倒数成等间隔取值 1111−(j−1)∆∆(−(k−1)TT1T1Tk jj23Lk−1
（3）电压V数等间隔取值
∆(lnVk−lnV1)(k−1)lnVjlnV1+(j−1)∆j23Lk−1
53 试验样品选取分组
整恒加试验k组寿命试验组成寿命试验试验样品假应力水
k
n∑ninSi1i投入i试验样品i＝12…k末恒加试验需样品数
n样品应批产品中机抽取切忌素参作n产品机分成k组注意组样品某部分抽取
应力水样品数i相等等高应力产品容易失效低应力产品易失效低应力应安排样品高应力水少安排样品般应力水样品数均宜少5 n
54 明确失效判测定失效时间
受试样品否失效应根产品技术规范确定失效标准判断失效判定明确动监测设备应量记录失效样品准确失效时间
假没办法测出失效产品准确失效时间采定周期测试方法预先确定
干测试时间
ni样品应力Si进行寿命试验0τ0
(1)测试时间τ1τ2…ττllτl确定较合理(2)定出诸τj知(τj−1τj]失效样品估算出j失效样品失效时间面分加讨
（1）测试时间确定家知道测试时间定太密否会增加测试工作量 定太疏统计分析增加困难注意测试时间确定产品失效规律失效机理关较失效时间间隔应测密失效时间间隔少测次量测试周期产品发生失效应失效产品集中少数测试周期估计产品失效规律递减型测试周期安排时先密疏基数等间隔取j
12510205010020050010002000…
3103010030010003000…
估计产品失效递增型测试周期安排时应先疏密
(2)失效时间估算已知(
估计ljlττj−1τj]时间lj样品失效等间隔方式 lj失效样品失效时间(τj−1τj]第h失效时间式计算：
τjhτj−1+τj−τj−1
lj+1h
h＝12…lj
时幻失效时间数均匀分布(lnτj−1lnτj](τj−1τj]第h失效时间式计算
lntjhlnτj−1+lnτj−lnτj−1
lj+1hl h＝12…j
55 试验停止时间
做试验样品失效样统计分析精度高少产品做全部失效会导致试验时间太长时采定数截尾定时截尾寿命试验求应力水50％样品失效果确实困难少30％失效应力水5受试样品少3失效否统计分析精度较差
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
《香当网》用户分享的内容，不代表《香当网》观点或立场，请自行判断内容的真实性和可靠性！
该内容是文档的文本内容，更好的格式请下载文档