電子元器件加速的壽命試驗存在的問題與應對措施

張晶 鞍山信息工程學校

伴隨現今工業制造技術的持續、高速化發展，尤其是微電子制造技術的持續更新與完善，使電子元器件的可靠性得到顯著提升。傳統商用半導體芯片的失效率已控制在10-9數量級，如果還運用常規可靠性試驗，則較難從中得到關于期間定量的可靠性數據。而加速壽命試驗憑借其低試驗成本及高效率，因而被廣泛應用于電子元器件可靠性評價中。本文就此試驗中所存在的問題與挑戰及具體應對措施作一探討。

1 電子元器件加速壽命試驗中所存在的突出問題與挑戰

1.1 選擇加速變量的限制性

針對加速變量來講，從本質上來講，其就是在試驗當中所選的用于加速電子元器件壽命的應力變量。基于加速壽命壽命的基本特質而言，將正確、合理的加速變量識別出來，十分必要且迫切。深層、系統化的理解電子元器件失效物理，對影響失效肌理的輸入變量進行系統化理解十分重要。在實際開展單應力加速壽命試驗時，一般情況下會選擇處于主導地位的輸入變量，并將其當作主要的加速應力。而在實際制定一些電子元器件加速壽命試驗的總體方案時，也有可能用到復合應力加速壽命試驗，或者是比較特殊的應力獨立加速壽命試驗。選擇加速變量合理與否，往往會對加速壽命試驗的長度產生較大影響。另外，還存在其它問題，如會對試驗中加速變量范圍當中的物理極限造成限制。

1.2 加速模型使用不合理

針對加速模型而言，其構建了壽命與應力變量間的密切關系。現階段，比較常見的經驗模型有兩種，其一為逆冪律模型，其二為Arrhenius模型。一般情況下，加速模型對加速壽命試驗結果所產生的影響，往往是被低估的，因此，需要以加速壽命試驗為基礎，來選擇加速變量，將以此來明確適當的加速模型。當針對某應用挑選加速模型時，一般需事先查閱相關文獻資料。當對應力-壽命關系缺乏基本的物理理論有一充分理解后，經驗模型便能夠為實際操作提供更加直接、有效的解決方法。但需指出的是，對于逆冪律等數學模型而言，在未觀察結果對其驗證前，不可將其當作經驗模型。此乃將加速壽命試驗應用在新的應用中最易犯的一種典型錯誤。針對比較常用的加速變量而言，可以選用那些既往已有充分經驗證實的模型，而對那些并不常用的加速變量，則需開發出新型的加速模型來使用。

2 解決問題的具體策略

2.1 持續推進電子元器件在加速壽命試驗中的加速變量

在加速壽命試驗中，電子元器件往往有著比較多的加速變量種類，而只有選那些比較正確、合理的加速變量，方能使整個試驗順利、準確、高質量的開展，因此，在實際試驗操作中，需針對加速變量的物理性質展開深入、系統化研究，深入、全面掌握各種加速變量之間所存在的物理作用。如針對航空元器件開展壽命加速試驗時，需要將元器件的溫度、輻射力、電壓等考慮在內，因而在實際試驗中，不管此些因素是單一出現，還是一并出現，均會對最終的實驗結果造成較大影響。所以，有著深入研究加速變量，全面理解其物理特性，方能有針對性、目的性與創造性的用此些性質，有效規避其對整個試驗所造成的影響與限制，方能將加速壽命試驗的前期準備工作做好。

2.2 強化失效數據的獲取

針對電子元器件加速壽命試驗而言，均被當作在較短時間內能夠獲取數據及大量信息的過程，所獲得的數據無論是在縮短試驗時間上，還是在提高試驗評估的準確性上，均有著十分重要的現實意義。因此，在實際操作中，需要在最短時間內最大程度的獲取相關數據，提升試驗結果的整體有效性，強化失效數據的獲取質量與速度，在試驗中通過時間變化方法的運用，大力推廣步進應力與序進應力的試驗方法。此外，至少需要搭建兩個獲得信息與失效數據的平臺，盡可能運用3個應力水平，以此來更好的開展壽命加速試驗。

3 結束語

綜上，現階段，盡管有關電子元器件的加速壽命試驗已取得較大進展，但在數據收集以及加速模型等方面，仍然存在著一些問題與挑戰，要想保障試驗結果的真實性與準確性，需綜合考慮應用條件及加速變量等因素，開拓創新，加大研究深度與力度，積極開發新型加速模型，推動加速壽命試驗的新發展。

[1]張全,ZHANGQuan.電子元器件加速壽命試驗技術淺析[J].空間電子技術,2016(6):86-88.

[2]王亞盛,張麗燕,刁生進.大功率LED加速壽命試驗及問題分析[J].半導體技術, 2009, 34(10):986-990.

[3]洪瀟,李用兵.溫度加速壽命試驗實例研究[J].質量與可靠性,2017(3):27-30.