坐落在各種類型電子產(chǎn)品中的石英晶振有著強大的性能提供到產(chǎn)品本身,然而要成為一個合格完美的晶振成品,其中經(jīng)過了各種實驗設(shè)計,各種公式的套用.各種實驗測試.石英晶振起產(chǎn)生頻率的作用,具有穩(wěn)定,抗干擾性能良好的, 廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中.在電子技術(shù)領(lǐng)域中一直占有重要的地位.那么對此又有多少的了解,或是有多少的了了解程度.
靜態(tài)高溫儲存之MTBF失效數(shù)求取活化能
為了研究可靠性靜態(tài)高溫儲存與動態(tài)老化對Ea的差異性,該篇文章亦參考了軍標(biāo)規(guī)范的MTBF失效法[8]來求取高溫儲存的Ea,公式(9)為阿瑞尼斯的古典方程

若將t替換為平均無故障時間(Meantimebetweenfailures,MTBF),則可將公式(9)轉(zhuǎn)化表達為公式(10)

其中n為樣品數(shù)量,t為實驗時間,r為失效產(chǎn)品數(shù)量,
表4為高溫儲存的實驗設(shè)計,透過不同頻偏規(guī)格可計算出樣品的失效總數(shù),但有效區(qū)塊的選擇必須滿足電子元器件的一般失效原則,方能視為有效的MTBF值.以表4為例±5ppm/±5?對應(yīng)1921hrs的失效數(shù),其失效不符合石英晶振電子元器件溫度愈高失效數(shù)愈多的原則,故不得作為Ea平均計算的依據(jù).

表4.高溫儲存的實驗設(shè)計與不同規(guī)格下的失效數(shù)

表5.高溫儲存的平均無故障時間

最后再將區(qū)塊內(nèi)的數(shù)據(jù)繼續(xù)依公式(10)計算出產(chǎn)品MTBF與透過線性擬合出斜率Ea值,結(jié)果如表5和表6所示,5032貼片晶振金屬焊封晶體諧振器靜態(tài)高溫儲存的Ea平均值為0.569(eV).

結(jié)論
本文實際測試純粹僅有熱加速因子的靜態(tài)高溫儲存與同時有熱與電壓的動態(tài)老化,兩種不同分析手法有著極為相近的活化能,意味者R(i)電流的影響在5.0mm×3.2mm金屬焊封石英晶體諧振器無顯著的差異,使用靜態(tài)高溫儲存來輔助預(yù)測動態(tài)老化的Ea值求取是可行的.在熱與電壓兩項加速因子影響下,活化能會隨著長時間老化的作用呈現(xiàn)遞減的趨勢,進而大幅增加產(chǎn)品壽命預(yù)測的不合理性,故必須透Arrhenius回歸驗證才能證明Ea值的準(zhǔn)確性.在2009年及2010年連續(xù)兩年的信賴性研究認定7天動態(tài)老化的Ea=0.578(eV)較具有代表性,并作為石英晶振產(chǎn)品等效壽命推估的基礎(chǔ).在可靠性1000hrs老化頻偏±5ppm規(guī)格下,動態(tài)老化85℃@168hrs(7天)的產(chǎn)品等效該產(chǎn)品于25℃連續(xù)工作7389hrs(0.83年)不失效,105℃@168hrs(7天)的產(chǎn)品等效該產(chǎn)品于25℃連續(xù)工作19687.92hrs(2.24年)不失效.

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