-
贮存失效机理模型研究
1.1
贮存失效机理模型
表
1
贮存失效机理模型
模
型
分
敏
感
应
模型
模型形式
名称
数
模型参
模型适用范围
类
力
t
L
为
产品贮存<
/p>
寿命；
阿伦尼斯模型是基于激活
能的模型，
激活能是一个量
子物理学概念，<
/p>
表征了在微
观上启动某种粒子间的重
新结
合或重组所需要克服
的能量障碍，
所以阿伦尼斯
模型的物理基础是化学反
应速率，
因此，
它主要用来
描述电子产品中非机械
（非
材料疲劳）
的、
取决于化学
反应、
腐蚀、
物质扩散或迁
为
移等过程的失效机理。
E
a
为
激活能；
< br>Arrh
温
eniu
T
为
度
s
模
单
应
力
模
型
型
t
L
?
C
*
e
E
a
kT
温度应力
（单位：
开
尔文
）
；
k
为<
/p>
波耳兹曼
常数；
C
常数。
t
L
为
产品贮存
单应
寿命；
温
力艾
?
单应力艾林模型适用于由
度<
/p>
林模
型
t
L
?
CT
*
e
E
a
kT
温度引起的化学腐蚀、
离子
E
a
为
激活能；
T
迁移等失效机理，
建议使用
的产品类型为电子产品。
为
温度应力
（单位：
开
尔文）
；
k
为
波耳兹曼
常数；
< br>
C
、
?
为常数。
电
应
力
、
机
械
V
L
?
V
?<
/p>
为
产
品
贮
逆幂率模型适用于电应力
存
寿
及机械应力等单一应力，
在
命；
导弹贮存中，
许多产品都要
为
经历运输、
装卸、
定期检测。
应
力
或
湿
< br>度
中
的
一
种
逆幂
律模
型
1
L
?
V
?
?
KV
n
电
压
这些任务阶段
产品会遭受
或
压
电应力或机械应力，<
/p>
此时可
力
应
以考
虑使用逆幂率模型。
建
力；
K
议在可能由电应力或机械
为
< br>常
应力引发的失效上使用该
模型。
数。
N
f
为
产
品
贮<
/p>
存
温
度
循
Coff
寿命；
i
n-M
ason
CM
模型用于由热疲劳
引起
的材料疲劳、
变形及裂缝等
N
f
?
Af
?
?
?
T
G
?
T
max
?
?
?
G
?
T
max
?
失效机理，
建议使用于焊料
环
模型
为
最<
/p>
高
温
及金属材料的器件上。
度
应
力
< br>的
阿
伦
尼
斯
激活能；
?
T
为
最
高
温
度
与
最
低<
/p>
温
度
之
间
的
温
差
（
单
位
：
开
尔
文）
；
< br>f
为
循
环
频
率
（单位：
赫
兹）
A
、
?
、
?
为常数。
多
应
力
温
模
度
型
-
非
温
模型
艾林
t
L
?
CT
?<
/p>
*
e
t
L
为
产品贮存
寿命；
E
a
为
激活能
；
广义
E
a
?
kT
B
i<
/p>
?
i
?
S
i
?
?
T
?
?
i
广义艾林模型适用
于同时
遭遇温度与其他某种应力
的电子产品，
< br>适用于化学腐
蚀、离子迁移等失效机理，
在使用广义艾林
模型时须
假设温度与另一种应力互
相不影响。
< br>
T
?
A
?
为
温度应力
（单位：
开
尔文）
；
S
i
为
< br>除温度应
力外的其
他应力；
多
应
力
模
型
k
为
波耳兹曼
常数
；
C
、
?<
/p>
为常数。
t
L
为
产品贮存
寿命；
E
a
为
激活能；
T
为
在电子、
机电产品的贮存寿
命问题
中，
影响非密封器件
贮存寿命问题的一个重要
< br>因素就是环境湿度，
环境中
的水分可以透过塑封材料
造成芯片的腐蚀等失效机
理。
Peck
模型适用于由温
度、
湿度两种应力引起的产
品失效。
建议使用在失效由
温度、
湿度两种应力引发的
非密封性电子或机电器件
温度应力
（单位：
开
温
度
Peck
-
模型
湿
度
尔文）
；
H
为
t
L
?
C
*
H
?
n
e
E
a
kT
相对湿度
（单
位：
%RH
）
k
为
波耳兹曼
常数
；
C
为
上。
<
/p>
常数，
n
为
大于
0
的
无
单
位
常
数。
各
参
数
含
义
详
见
《
THB
该模型重点是在
Peck
模
型的基础上，
考虑了器件在
Reliabili
ty
Models
实际的工作过程
中电源经
温
度
-
湿
度
Shir
ley
And
Life
常开启和关断对于空气中
A
F
(
steady
?
< br>state
)
?
Predict
io
的水分进出塑封器件过程
P
sat
(
T
a
)
m
?
Q
n
For
的非稳态影响。
该模型适用<
/p>
(
a
?
bV
)*{
H
a
}
exp(
)
P<
/p>
sat
(
T
j<
/p>
)
kT
i
Int
ermitt
于在定期检测或战备值班
模型
ently-pow
ered
Non-herme
tic
Comp
onent
s
》
MTTF
阶段经常需要电源开启和
关断的非密封器件，
且器件
失效由温度与湿度两种应
力共同作用
引起。
为
产
品
的
平
均
故<
/p>
障
前时间；
温
度
-
电
应
直流
条件
下的
通用
寿命
E
a
为<
/p>
电子、
机电、
光电设备发生
激活能；
失效，
如失效原
因是由于战
T
wdT
MTTF
?
e
n
Cj
m
E
a
kT
为
备值班或定期检测时，
直流
电应力引起的电迁移失效
为电
温度
；
j
机理，建议使用该模型。
力
模型
流密度；
w
、
d
为
金
属<
/p>
的
几
何
尺
寸
参数；
k
为
波
耳
兹
曼
常数；
C
为
常数，
低电
流
情
况
下
m=n=1
，
高
电
流
情
况
下
m=n=3
。
MTTF<
/p>
为
产
品
的
平
均
故
障
前时间；
E
a
为
激活能；
温
度
-
电
应
力
交流
条件
下的
模型
MTTF
?
T
为
电子、
机电、
光电设备发生
失效，
如失效原因是由于战
为电
温度；
A
AC
E
a
exp[
]
2
J
k
(
?
J
2
?
Ts
)<
/p>
j
备值班或定期检测时，
交流
电应力引起的电迁移失效
机理，建议使用该模型。
流密度；
w
、
d
为
金
属<
/p>
的
几
何
尺
寸
参数；
k
为
波
耳
兹
曼
常数；
C
为
常数，
?
为
通电时间。
TF
为
产
品
贮
存
寿命；
Q
1
为
温
度
-
电
应
力
< br>
激活能；
T
电子、
机电、
光电设备发生
失
效，
如失效原因是由于战
备值班或定期检测时，
电应
为
E
模
< br>型
ln(
TF
)
?
Q
1
?
?
E
ox
k
B
T
温度；
k
为
力引起的介质击穿失效机
理，
建议使用
该模型。
特别
是在低电场范围内该模型
更为适用。
波
耳
兹
曼
常数；
E
ox
为
电
场
加
速
因子；
?
为常数。
TF
为
产
品
贮
存
寿命；
温
度
激活能；
-
电
应
力
k
电子、
机电、
光电设备发生
Q
2
为
失效，
如失效原因是由于战
备值
班或定期检测时，
电应
力引起的介质击穿失效机
理，
建议使用该模型。
特别
为
是在高电场范围内该模型
更为适用。
1/
E
模型
Q
2
?
G
(1/
E
ox
)<
/p>
k
B
T
ln(
TF
)
?
T
为
温度；
波
耳
兹
曼
常数；
G
(1/
E
ox
)
为
电
场
加
速因子。
N
f
为
产
品
贮
存
寿命；
如
果
芯
片
载
< br>体
使
用
无
铅
焊
F
?
1
.0
料
，
之
；
为
电子、
机
电、
光电设备发生
失效，
如失效原因是
由于运
输或装卸时，
振动及温度应
力引
起的焊点疲劳或脱落
为
等失效机理，
建
议使用该模
型。
反
< br>温
度
-
振
动
Bark
er
< br>模
型
1
F
L
D
?
?
?
T
e
1
N
f
?
[
?
]
c
2
2
?
h
< br>F
=1.0
?
疲
劳
延
性
系数；
h
焊点高度；
?
T
e
为
等
价
温
度范围；
L
D
为
< br>器
件
焊
点
间
最
大
距
离
；
?
?