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在海洋环境下,温度、湿度、盐雾等因素会加速电子元器件的老化和锈蚀,导致其电性能下降、结构材料断裂和机械强度降低等失效模式的发生,进而影响电子元器件的贮存可靠性。目前,对于海军用电子元器件的贮存可靠性的研究较少,相关研究存在试验及检测水平不高、性能参数变化规律不明、失效模式与失效机理不清、评估与预测手段不足等一系列问题。因此,如何评估海军用电子元器件的贮存可靠性已成为亟待解决的重要问题。对于长期贮存,一次使用的军用电子装备(海军舰艇的电子设备及电子元器件)而言,通过开展海洋环境下的电子元器件的长期贮存试验,可以为电子元器件的贮存可靠性考核与评价提供参考、依据和基础数据,对于提高电子元器件及装备的可靠性具有重要意义。本文以海军装备系统中典型水面舰艇的机器舱室贮存环境条件为应用背景,以具有代表性的、用量较大的中小功率晶体管为研究对象,通过加速贮存试验和海洋环境下的现场贮存试验相结合的方法,对晶体管的贮存可靠性进行了评估。本文的主要工作及创新包括以下几个方面。首先,对海洋环境和海洋气候的基本情况进行了调研,确定了海洋环境下的晶体管的贮存可靠性评估的具体试验方案:对我国四大海域的海洋环境和海洋气候的特点进行了详细的论述,在此基础上,提出了采用实验室模拟海洋环境应力条件的加速贮存试验和实际海洋环境下的现场贮存试验相结合,对晶体管的贮存可靠性进行评估的方法。其次,开展了温度、湿度、盐雾等海洋环境应力条件下的实验室加速贮存试验,包括:恒温、恒湿加速试验、盐雾加速试验以及自主设计的三应力(温度、湿度、盐雾)综合试验。对各试验前后晶体管样品的性能参数、管壳表面腐蚀面积等相关参数的变化情况进行了比较,并对晶体管样品可能的性能退化机理及失效机理进行了分析。第三,开展了实际海洋环境下的现场贮存试验,包括海洋搭载试验、近海仓库贮存试验以及陆地自然环境下的仓库贮存试验,分析了试验样品在海洋环境下的参数退化情况,并与实验室加速贮存试验获得的数据进行比较分析。另外,对已经贮存了若干年的晶体管样品进行测试,与其在生产时设定的标称值进行比较,找出了性能参数超标的样品,将其确定为失效样品,获得了近海仓库贮存条件下晶体管样品的真实贮存寿命数据,将其作为加速贮存试验预测效果的参考结果。第四,对各加速试验获得的晶体管样品的性能参数的退化情况进行了分析,发现晶体管的反向漏电流、电流增益、理想因子和势垒高度的退化规律分别符合指数函数、Logistic函数、指数增长函数和指数函数。第五,分别采用三种方法对海洋环境下晶体管的贮存寿命进行了预测:(1)提出了用理想因子和势垒高度作为退化敏感参数,对晶体管的贮存寿命进行预测的新方法。通过自主开发的基于性能参数退化的数据处理程序结合C-V特性和势垒高度的变化情况,利用晶体管的反向漏电流和理想因子的退化数据外推出常见的三种分布下的平均寿命,并结合Hallberg-Peck模型预测了自然贮存条件下晶体管样品的贮存寿命。同时,给出了各加速贮存试验的加速因子;(2)基于多元性能参数退化的维纳过程建立了一种贮存寿命预测的新模型。在该模型中,采用维纳过程来模拟每个特征退化量的一元退化过程,用FrankCopula函数描述特征退化量之间的相关性。利用极大似然估计得到维纳过程的参数,引入kendall’s tau估计出Frank Copula函数的参数,对各应力水平下的参数的估计值进行回归分析,得出各参数对应的转换方程。结合贮存试验得到的数据对新模型进行了验证,结果证明,该模型对晶体管长期贮存寿命的预测效果良好;(3)引入支持向量机(Support Vector Machine, SVM)的方法对晶体管长期贮存寿命进行了评估。将加速试验结果与海洋环境下的现场贮存试验结果相结合,建立训练和回归模型,对晶体管的长期贮存寿命进行了预测。结果表明,文中提出的用理想因子和势垒高度作为敏感参数对晶体管寿命进行预测、基于多元性能参数退化的维纳过程建立的新模型对晶体管贮存寿命进行预测以及基于支持向量机方法对晶体管贮存寿命进行预测等三种方法对晶体管长期贮存寿命的预测评估是可行的,为电子元器件的可靠性评估提供了新的思路。最后,论述了温度,湿度,盐雾等海洋环境应力对电子元器件贮存可靠性的影响,给出了提高海洋环境下晶体管长期贮存可靠性的措施和建议。本文的研究内容为开展海洋环境下的晶体管的贮存可靠性评估提供了必要的研究基础与研究手段,对加速贮存试验的理论研究和可靠性试验数据的统计分析具有一定的参考价值,其关键技术与相关方法也可以推广应用到其它电子元器件的贮存可靠性研究中。