GB/T 37963-2019 电子设备可靠性预计模型及数据手册

  • GB/T 37963-2019  电子设备可靠性预计模型及数据手册为pdf格式
  • 文件大小:11.1M
  • 下载速度:极速
  • 文件评级
  • 更新时间:2020-02-10
  • 发 布 人: 13648167612
  • 原始文件下载:
  • 原始文件是会员上传的无错版,推荐下载这个版本

  • 电力弱电,pdf格式,下载需要20积分
  • 立即下载

  • word版文件下载:
  • 特别提醒:word版是本站通过人工智能从pdf转换成的word版本,正确率只有90%左右(正在通过训练继续提高准确率),排版恢复的也并不完全准确,没有进行任何人工校对,VIP会员直接免费下载即可,普通会员无法通过点数下载,算是给VIP的活动。

    特别提醒:word版是不完美的,错误较多,只能参考,有需要的可以少打一些字,别下载了找我们说word内容有问题,这是送给VIP会员的。

  • 文档部分内容预览:
  • GB/T 379632019

    本标准采用失效率作为可靠性预计的表征参数,同时对少数类别器件给出了平均寿命, 针对使用周期有限制或无限制(通常情况)的情形,失效率都被假定为常量:出于简化原则,本标准 并未给出失效率随时间的变化关系。 除少数例外情况,电子元器件通常不会进人耗损期;另外,本标准未考虑早期工作的额外失效风险 在以下两种情形下,需要对耗损失效加以考虑(失效率随时间增加): a)对某些类别元器件,如果没有采取合理的使用措施,则耗损机理有可能在很短时间内引起系统 性失效的增加,例如,有源器件中的电迁移

    此类风险需要通过良好的产品设计来消除,评定测试试验也是重要的保障手段。耗损失效虽 未在预计中进行考虑,但需要通过测试试验及技术评审降低或消除。 b)对于少部分类别元器件,耗损期相对较短,针对这些元器件,标准对其平均寿命时间内的失效 率作恒定处理,平均寿命受各种影响因子影响。 这类器件包括继电器、铝电容器(非固体电解质)、激光二极管,光耦合器、周期工作的功率晶 体管、连接器及开关和键盘。 对于这些元器件,需确保使用预期与标准给出的平均寿命相一致。否则,应降低器件应力水 平或者选择其他类别元器件。 此外还应制定预防性维护方案。 注:本标准没有给出耗损失效的数学模型(失效率随着时间增加而上升),但给出失效率可被视为常量的阶段(针对 某些器件类别,给出了平均寿命计算方法)

    本标准顶计模型主要表征 有失效,通过设置影响因 以考虑,其他非固有失效(由设计、 在本标准考虑范围内

    元器件失效率(或平均寿命)受诸多因素影响,包括温度、器件工作方式以及电应力等,对此本标准 用了基本失效率与各影响系数连乘的预计模型架构。主要影响因子包括: a)温度相关影响系数(元,元w),例如: 对于半导体器件,本标准采用具有0.3eV~0.4eV激活能的阿列尼乌斯(Arrhenius)方程。 对于无源器件,本标准采用具有0.15eV~0.4eV激活能的阿列尼乌斯(Arrhenius)方程。 对于电位器,元W给出了负载电阻对器件温升的影响。 b)工作方式相关影响系数,例如: 对于晶闸管、齐纳二极管连续工作与否采用了应用系数元U。 对于继电器,采用了开关速率系数元Y。 电应力相关影响系数北京标准规范范本,例如: 对于液体铝电解电容,采用了元T以表征电流脉冲的影响。 对于连接器,采用了元:以表征电流强度的影响。 d) 质量系数。表征设备制造商不同质量保证措施对产品的可靠性影响,如:设备制造商对元器 件的优选和应用条件、供应商选择/控制、电气/机械设计余量、设备制造工艺控制以及质量程 序要求等。本标准默认质量系数为1.0,但可根据实际情况进行调整,关于质量系数的取值说 明参见附录A

    在元器件恒定失效率的假设下,非元余设备的失效率可通过元器件失效率累加获取,在元器件类 别、使用环境及应力条件较为明确的情况下,可按照本标准后续章节提供的预计模型采用应力分析法计 算各元器件失效率,否则可参见附录B中提供的计数预计法对产品失效率进行粗略估计,但准确度会 有所降低,因此本标准建议仅在产品设计初期使用计数预计法,不建议将通过计数法得到的预计结果作 为产品最终的可靠性指标

    4.4可靠性预计的用途和目的

    4.4.1辅助产品设计

    GB/T 379632019

    通过可靠性预计可对元器件可靠性主要影响因素进行识别,从而帮助产品设计师优化应用条件设 置与元器件选用、改进元器件与产品设计方案

    4.4.2新设备可靠性评估

    新设备的可靠性预计结果可与设计目标或要求进行比较。

    4.4.3合同指标参考值

    合同中产品的可靠性指标要求可参考预计结果确定,指标要求与预计值不一定相同,但在任何情 预计值都应为合同指标确定提供支撑

    可靠性预计可作为估计设备及备件库存的基础(需同时考非固有失效)。 可靠性预计可作为可靠性现场观测结果的评估基准,若基准缺失,评估很难有效展开,例如不足的 可靠性表现可能被认为是正常表现。当然,现场观测结果与预计结果很难完全一致,这是因为: 预计通常仅针对产品固有失效,外部过应力失效并未考虑; 预计没有考虑设计错误或元器件使用不当造成的失效

    经验表明,元器件的可靠性在很天程度上受机械、气候及电应力等坏境影响。 本标准按气候及机械条件差异给出了十类典型环境。同时,引人任务剖面(见5.4),以对产品任务 周期内环境(及产品工作状态)的综合影响进行表征。

    不境类型应根据GB/T4798进行划分。 表1就本标准采用的环境类型给出了如下信息: 环境类型简称; 环境类型描述; 主要环境应力; 典型应用, 表2针对主要环境类型中的机械应力(冲击和振动)进行了定量说明。 表3、表4根据化学与机械物质存在与否及活性程度对环境进行了描述, 表5对表1中所列环境类型的典型条件进行了描述

    GB/T 379632019

    表1中所列环境类型的典型条件(机械、化学及气

    40~70列车车载(铁路设备)

    元器件可靠性与电应力条件(电压和电流过载)也具有很强的相关性,这在与接口电路相连接的元 器件上体现尤为明显。当前,对这些暴露的元器件需要采取适当防护措施(通过设计保护系统,减小过 应力),然而实际情况表明外围器件(甚至是采取了保护措施的外围器件),其可靠性会显著低于位于设 备内部的元器件,因此针对有源器件,本标准考虑了电应力环境影响。对其他类别元器件(某些无源器 件),电应力影响可能同样适用

    设备应按照其现场使用条件进行可靠性预计,这种使用条件可通过任务部面进行描述。 任务剖面可以分解为若干个相同类型的工作状态,包括: 不同环境温度下设备的开启/关闭工作状态; 不同温变环境下设备的持续工作状态; 不同温变环境下设备的贮存/休眠状态 描述设备任务部面所需参数包括: (tae); 任务剖面第i阶段,设备周围的平均外界环境温度: (tac); 元器件附近印制电路板的平均环境温度; T 在(t),温度下,电路板的年工作时间占空比; Ton 电路板总体年工作时间占空比(t。一Zt,); Toff 电路板非工作或贮存/休眠时间占空比(t十t=1); 力 电路板上元器件每年经历的热循环次数,对应任务剖面第i阶段,温变幅值为△T:; AT; 电路板上元器件经历的温变幅值,与任务剖面的第讠阶段相对应。 对开启/关闭状态有式(1)表示的等式成立:

    AT A1 + (tac) : (t) i

    本标准以民用航空电子设备和汽车为例,给出任务部面的描述案例

    5.5.2民用航空电子设备

    在工作状态下假设设备仅存在一个内部温度值,同时考虑以下三 个工作状态: 阶段1:日常启动; 阶段2:两次飞行之间的设备关闭(空调系统仍工作); 阶段3:飞机在地面停机,非工作。 民用航空电子设备任务剖面见表6

    表6民用航空电子设备任务部面

    注:仅供参考,使用时部面参数需根据实际情况修正

    考虑以下几个工作状态: 工作状态考虑设备三种不同的内部工作温度,以及各自温度对应的年工作时间。总的工作时 间预计为500h。 考虑三个热循环状态: ·状态1:夜间启动2次; ·状态2:日间启动4次; ·状态3:每年有30天处于非工作状态。 汽车任务剖面见表7。

    考虑以下几个工作状态: 工作状态考虑设备三种不同的内部工作温度,以及各自温度对应的年工作时间。总的工作时 间预计为500h。 考虑三个热循环状态: ·状态1:夜间启动2次; ·状态2:日间启动4次; ·状态3:每年有30天处于非工作状态。 汽车任务剖面见表7。

    6印制电路板和混合集成电路

    表8元,及AT取值计算方法

    表9互连失效率入,取值表

    表10层数系数元,取值表

    11线宽系数元,取值表

    表12元,及AT取值计算方法

    7.2集成电路的结温估计

    7.2.1 结温的计算

    默认集成电路结温采用式(8)计算

    默认集成电路结温采用式(8)计算: 14

    ti=te+PXR 式中: t 集成电路的环境温度,单位为摄氏度(℃); te 集成电路的外壳温度,单位为摄氏度(℃); t 集成电路的结温,单位为摄氏度(℃); R 集成电路结到环境的热阻,单位为摄氏度每瓦(℃/W); Ri 集成电路结到外壳的热阻,单位为摄氏度每瓦(℃/W); P 集成电路的平均耗散功率,单位为瓦(W),其中结到环境的热阻为结到外壳的热阻与外壳 到环境的热阻之和

    7.2.2.1推荐方法

    推荐方法是采用由制造商规定或发布的热阻

    7.2.2.2默认方法

    根据S和K计算热阻值,计算方法在表17给出, S 一封装引脚数; K 空气流速系数,根据空气流速(m/s),计算方法见式(9): ··(9) 0+0.7 表18给出了K的实际值

    表17集成电路的热阻值

    表18空气流速√的典型值及空气流速系数

    7.2.2.3集成电路的平均耗散功率的估计

    7.2.243.1概迷

    建议优先采用集成电路实际的平均耗散功率,此外可采用7.2.2.3.2~7.2.2.3.5所述方法

    CMOS数字电路(除存储器和74ACT系列电路外

    计算方法见式(10):

    P, 最大功率,单位为瓦(W); Vcc 电源电压,单位为伏特(V); 工作频率,单位为兆赫兹(MHz); Cpd 各功能耗散功率的等效电容,单位为皮法(pF); CL 每个输出的负载电容,单位为皮法(pF); 工 在规定频率,下且输出不带电时的耗散电流值,单位为安培(A); 规定的耗散频率值,单位为兆赫兹(MHz)。 注1:在情况b)中,由于电路的耗散电流与电路功能有关,因此功能数不再考虑。 注2:有时,工作频率了等同于耗散频率子。 式中Vcc,Ci.,Cpd,f的默认值: Vo 5V或3V; CL 50pF; f HC系列为30MHz,AC系列为50MHz; C 根据规范或目录的值

    7.2.2.3.374ACT系列CMOS数字电路

    计算方法见式(13):

    计算方法见式(13):

    P,(P+3.5) 3P.±5

    7.2.2.3.4双极型砷化NMOS数字电路

    计算方法见式(14):

    式中: 最大连续功率,其中,P=Vec(典型值)XIcc(最大值)

    最大连续功率,其中,PM=Vcc(典型值)XI

    7.2.2.3.5有待机模式的电路(如:MOS存储器)

    计算方法见式(15):

    式中: d 功耗比,用百分数表示(%); 最坏情况下耗散功率(规定或公布的); 待机模式下的耗散功率,P=Vec(典型值)XIcc(待机时)

    对有源器件,失效率入表示方法见式(16):

    其中,入品计算方法见式(17):

    P=P,X: 100

    =入i + Amdkn

    表19基本失效率入电子产品标准,和入2

    表20温度影响系数元

    表20温度影响系数元

    表21热膨胀系数α.和α

    表22元,及AT取值计算方法

    表贴集成电路与封装对角D有关的基本失效率

    路灯标准表25过电应力失效率入s和影响系数元

    ....
  • 电子标准 数据标准
  • 相关专题:

相关下载

专题: 胶合板标准 |管材标准 |商业标准 |接地线标准 |园林设计图纸、效果图 |

常用软件