如何對(duì)電子元器件的耐用年數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)資料下載

作者：組件事業(yè)總部 銷售工程統(tǒng)括部 K.S

電子元器件在被用于組裝成各類電子設(shè)備而實(shí)際應(yīng)用于市場(chǎng)時(shí)，需要面對(duì)外部各種應(yīng)激反應(yīng)。例如，電子設(shè)備掉落時(shí)引起的物理應(yīng)變，冷熱溫差引起的熱應(yīng)變，通電時(shí)的電應(yīng)變等。以這些外部應(yīng)變?yōu)檎T因，在產(chǎn)品使用時(shí)，有電子元器件發(fā)生故障的案例。因此，村田從各電子元器件的設(shè)計(jì)階段開始，研究外部應(yīng)變與故障發(fā)生的機(jī)理，并反饋至電子元器件的可靠性設(shè)計(jì)中。同時(shí)，通過把握外部應(yīng)變的強(qiáng)度與故障發(fā)生的時(shí)間?概率之間的關(guān)系，確立"外部應(yīng)變與故障發(fā)生的加速模型"，以便在更短的試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)可對(duì)電子元器件的耐用年數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

作為加速模型的具體案例，針對(duì)多層陶瓷電容器的耐用年數(shù)的溫度?電壓加速性進(jìn)行說明。一般情況下，多層陶瓷電容器由電絕緣體（電介質(zhì)）構(gòu)成，對(duì)于連續(xù)通電，具有高度可靠性。

例如，安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)附近的控制模塊，在使用時(shí)，周圍環(huán)境的溫度會(huì)隨之升高。

圖1所示即為在這樣的高溫環(huán)境下通電時(shí)，電容器使用的陶瓷材料內(nèi)部狀態(tài)。

在陶瓷材料內(nèi)部含量極少的原子等級(jí)的電荷缺陷會(huì)從 極（正極）向-極（負(fù)極）移動(dòng)。

以鈦酸鋇為代表的電陶瓷，在進(jìn)行燒制工藝時(shí)，結(jié)晶構(gòu)造內(nèi)部包含了極少量的原子級(jí)缺陷（稱為氧空位），其可通過外部施加的電壓緩慢移動(dòng)，不久便會(huì)累積在-極附近，最終可能會(huì)破壞陶瓷絕緣性。

如此，多層陶瓷電容器的耐用年數(shù)（壽命）取決于陶瓷材料中氧空位的移動(dòng)速度與量，在確立模型時(shí)應(yīng)將產(chǎn)品使用時(shí)的環(huán)境溫度與負(fù)荷電壓作為參數(shù)。通常情況下，采用阿倫尼烏斯方程的加速模型可廣泛適用，但作為簡(jiǎn)便的推算方法，也可采用以下經(jīng)驗(yàn)公式。

通過這個(gè)關(guān)系式，在更嚴(yán)格的條件下（更高的溫度，更高的電壓）進(jìn)行加速試驗(yàn)，可預(yù)估產(chǎn)品在實(shí)際使用環(huán)境下的耐用年數(shù)。

在此，讓我們嘗試對(duì)比多層陶瓷電容器的加速試驗(yàn)與實(shí)際產(chǎn)品的預(yù)設(shè)使用環(huán)境。此時(shí)，電容器的加速試驗(yàn)中耐久試驗(yàn)時(shí)間表示為LA，實(shí)際使用環(huán)境下的相當(dāng)年數(shù)表示為LN，來用于上述公式。

如此，可預(yù)估在85℃、20V的應(yīng)用環(huán)境下進(jìn)行的1000h耐久試驗(yàn)，相當(dāng)于65℃、5V應(yīng)用環(huán)境下的362039h（≒41年?。Ｓ糜谟?jì)算的電壓加速常數(shù)與溫度加速常數(shù)雖然根據(jù)陶瓷材料的種類與結(jié)構(gòu)有所不同，但是，通過使用加速模型，可以根據(jù)較短時(shí)間內(nèi)的試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證長時(shí)間實(shí)際使用環(huán)境下的耐用年數(shù)。

以上為多層陶瓷電容器的示例，有多種一般使用的電子元器件種類及設(shè)想的使用環(huán)境。因此，確立對(duì)各種電子元器件造成影響的應(yīng)變相關(guān)加速模型是非常重要的。?