1 元器件加速寿命试验简介
目前常用的加速寿命试验方法分以下三种:
该试验方法是在固定的高于正常工作条件下的应力水平下进行寿命试验。
该试验方法是在逐级递增的应力水平下进行寿命试验。
该试验方法是在应力水平随时间等速升高的条件下进行寿命试验。
2 元器件加速寿命试验的常用模型
以电解电容10μF/25V/85℃为例进行分析。通过对实际试验数据的分析, 依据“参数衰减量相同”的原则可以得知, 当温度提高20℃ (即105℃) 后其寿命试验的时间可以缩短为250h~300h之间, 因此加速因子A1为:
但是, 电子元器件在实际使用过程中的失效机理是十分复杂的, 其可靠性往往受很多综合因素影响, 在试验室条件下是不可能用一种模型来模拟的, 但是可以考虑一些主要因素 (比如温度、湿度、电流、电压等) , 建立简化模型。
2.1 Arrhenius模型 (温度加速)
Ln为正常工作温度下的寿命 (单位为h) ;
Tn为正常工作温度 (单位K) ;
E为失效反应的活化能 (单位ev) ;
实践表明, 绝大多数电子元器件的失效符合Arrhenius模型。
2.3 Hallberg和Peak模型 (湿度加速)
2.4 Coffin-Mason模型 (温度变化加速)
3 电解电容加速寿命试验方法的探讨
3.1 研究方案
(1) 电解电容10μF/25V/85℃
(3) 电解电容10μF/25V/105℃
通常我们所说的电解电容的失效指的是其关键参数在一定条件下衰减到不符合我们的使用要求的程度, 而不是指完全意义上损坏。基于这一点, 我们就以电解电容的三个关键参数为基准:容量、漏电流、损耗角正切值, 通过具体试验来分析在不同温度条件下其性能参数的衰减情况, 通过对比分析, 从而得到其加速条件下和常规条件下的等效规律。
额定温度85℃的10μF电解电容在经过1000h (额定寿命) 后其三个关键参数的变化情况如表4。
基于同样的原理可以对所有的24组试验数据进行分析 (数据较多, 本文不再一一推导) 。
