K9GBG08UOA-SCBO

   實踐證明，當(dāng)溫度升高以后，器件劣化的物理化學(xué)反應(yīng)加快，失效過程加速，而阿倫尼 斯( Arrhenius)模型描述了由溫度應(yīng)力決定的化學(xué)反應(yīng)速度依賴關(guān)系的規(guī)律性，為加速壽命試 驗提供了理論依據(jù)。它假設(shè)熱應(yīng)力（溫度）是造成元器件或材料的性能參數(shù)劣化（或退化）失效 的主要原因。因為不少元器件和高分子材料表面態(tài)的變化及物理化學(xué)變化將導(dǎo)致性能參數(shù)超 過規(guī)定的范圍而引起失效。這些物理或化學(xué)反應(yīng)的速率與溫度密切相關(guān)。通常隨著溫度的 升高，反應(yīng)的速度將加快，從而使元器件或材料的失效次數(shù)也增多。

   逆冪律模型由動力學(xué)理論和激活能導(dǎo)出。大量試驗證明，不少元器件或絕緣材料的壽命與電壓、電流、功率等應(yīng)力之間符合逆冪律關(guān)系，這些應(yīng)力會促使器件內(nèi)部產(chǎn)生離子遷移、質(zhì)量遷移等，造成短路、擊穿斷路失效等。應(yīng)力越強(qiáng)，失效速率越快，器件壽命越短，K、c為常數(shù)，c稱為材料結(jié)構(gòu)帶數(shù)，它只與元器件或材料的類型有關(guān)，而與其規(guī)格沒有關(guān)系。若屬同類型的，它們的c值是相同的。此式表示元器件或材料的平均壽命隨所施加電壓的c次冪成反比。K、c常數(shù)可以通過點(diǎn)估計或區(qū)間估計來確定，然后利用此公式來預(yù)測元器件或材料在使用電壓下的壽命值。

   將上式進(jìn)行數(shù)學(xué)變換，可在雙對數(shù)紙上描繪出一條直線。也就是說，凡失效概率符合逆冪律的產(chǎn)品壽命值的對數(shù)與所施加電應(yīng)力的對數(shù)呈線性關(guān)系。

    電子元器件失效的原因與器件本身所選用的材料、材料之間、器件表面或體內(nèi)、金屬 化系統(tǒng)以及封裝結(jié)構(gòu)中存在的各種化學(xué)、物理反應(yīng)有關(guān)。器件從出廠經(jīng)過儲存、運(yùn)輸、使 用到失效的壽命周期，無時無刻不在進(jìn)行著緩慢的化學(xué)、物理變化。在各種外界環(huán)境下， 器件還會承受各種熱、電、機(jī)械應(yīng)力，會使原來的化學(xué)、物理反應(yīng)加速，而其中電應(yīng)力和 溫度應(yīng)力對失效最為敏感。加速應(yīng)力壽命試驗的理論基礎(chǔ)就是可靠性物理模型。由于電子元器件存在多種類型，其失效模式也有許多種。但就其本質(zhì)來講，或?qū)儆诨瘜W(xué)反應(yīng)的或電 的作用，其失效進(jìn)程加速可歸結(jié)于克服勢壘的激活能或反應(yīng)速率等理論來加以描述，因而 相應(yīng)地提出并建立了4個物理模型及關(guān)系式。