chlyan 发表于 2025-9-17 10:13:41

可靠性寿命咨询

一般工业级的芯片产品,要求结温比较高,比如结温110度,工作寿命要求10年,而且无法提供misson profile,如果只做单纯的HTOL1000hrs,设定HTOL结温125度甚至150度,如果无法将加速电压设置高一点(有产品跟本无法承受过高的加速电压),根据加速模型Arrhenius的计算,HTOL1000hrs(结温只能设置125度~150度,太高无法撑1000hrs)无法满足十年的寿命要求,请教各位是如何评估的,谢谢

liao8182863 发表于 2025-9-17 19:51:09

JESD47和AECQ100有加速寿命模型的计算方法,可以去换算一下看看。

sfdafs 发表于 2025-9-17 20:26:47

这么高的工作结温,还要求10年lifetime,要么特殊晶圆工艺可以更高的Tj,要么就延长HTOL测试时间了

y7a1n3 发表于 2025-9-17 22:24:34

{:1_89:}

nanfeng36 发表于 2025-9-17 23:55:27

{:1_180:}

510389 发表于 2025-9-18 07:55:30

{:1_180:}{:1_180:}{:1_180:}

liutaobd 发表于 2025-9-18 08:10:20

谢谢分享。

joelan 发表于 2025-9-18 08:42:39

在工业级芯片产品(如IGBT模块)的可靠性评估中,若仅依赖HTOL(高温工作寿命测试)且无法通过高加速电压或温度来满足10年寿命要求时,需结合以下多维度方法进行综合评估:

1. 基于Arrhenius模型的局限性补充

Arrhenius模型(AF = e(Ea/k)(1/Tuse - 1/Ttest))假设失效机制单一且仅由温度驱动,但实际应用中还存在:
电应力(如开关损耗、电压波动);
机械应力(如功率循环导致的焊料疲劳);
湿度/化学腐蚀(如H3TRB测试覆盖的潮湿环境)。

对策:
即使HTOL温度无法大幅提升,可通过补充测试(如THB、功率循环)覆盖其他失效模式,间接延长等效寿命。

若HTOL在125°C下通过1000小时,但实际应用结温为110°C,利用Arrhenius模型(假设Ea=0.7eV):
AF = e(0.7/8.617e-5)(1/383 - 1/398) ≈ 1.8
即1000小时HTOL仅等效约1.8×1000/8760≈0.2年(远不足10年)。此时需:
增加HTOL时间(如延长至5000小时,但成本高)。

2. 多应力加速模型联合评估
(1) 功率循环测试(PCsec)

加速因子:通过Coffin-Manson模型(ΔTjα·tonβ)计算,ΔTj每增加20°C,寿命可能下降10倍。
案例参考:
若实际应用中ΔTj=50°C,测试中提升至80°C,结合ton缩短,可显著加速验证。

(2) 高温高湿测试(H3TRB/HV-H3TRB)

适用场景:评估潮湿环境下的封装可靠性(如爬电失效)。
加速方法:

提升湿度(85% RH → 95% RH);

(3) 瞬态热阻抗测试(Zth)

适用场景:验证散热路径稳定性(如DBC基板与散热器界面)。
方法:通过Foster模型拟合瞬态热阻曲线,预测长期热性能退化。

3. 系统级可靠性验证

任务剖面(Mission Profile)模拟:
即使无详细Profile,可通过典型工业场景(如变频器过载60秒/300秒循环)设计加速测试。
热-电耦合仿真:
使用PLECS或ANSYS等工具,结合文档中的热阻模型(Rth,j-c),仿真芯片温度波动与寿命。

csboob101 发表于 2025-9-18 08:50:34

学习

chlyan 发表于 2025-9-18 08:54:47

liao8182863 发表于 2025-9-17 19:51
JESD47和AECQ100有加速寿命模型的计算方法,可以去换算一下看看。

需要延长的时间太长了>6000HRS, 成本太高,有无更经济的方法
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