CN109857974A - 寿命评估方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种寿命评估方法及装置;其中,寿命评估方法,包括:获取待测器件在极限工作温度下的第一失效率,以及在预设温度下的第二失效率;对第一失效率与第二失效率进行处理,得到加速因子;获取待测器件在极限工作温度下的第一寿命值;对加速因子与第一寿命值进行处理,得到待测器件在预设温度下的第二寿命值。本申请通过基于第一失效率以及第二失效率得到加速因子,缩短了加速因子的获取时间,并根据加速因子以及在极限工作温度下的寿命值,得到在预设温度下的寿命值,从而实现对待测器件进行寿命评估,避免在试验时,由于试验时间过长导致评估时间过长的问题,缩短了寿命评估时间,实现在较短时间内完成寿命评估。
Description
技术领域
本申请涉及寿命评估技术领域,特别是涉及一种寿命评估方法及装置。
背景技术
随着制造技术的发展,材料和生产工艺的升级,不可修复元件,如IC(IntegratedCircuit,集成电路)、陶瓷类电容、薄膜电阻等器件的寿命变得很长,预测产品的寿命能够使相关产品更好的发挥其既有性能,对产品应用的可靠性以及维修的准确性起到至关重要的作用。
在实现过程中,发明人发现传统技术中至少存在如下问题:目前的寿命评估方法,存在评估时间过长的问题。
发明内容
基于此,有必要针对传统寿命评估方法评估时间过长的问题,提供一种能够在较短时间内进行寿命评估的寿命评估方法及装置。
为了实现上述目的,一方面,本申请实施例提供了一种寿命评估方法,包括:
获取待测器件在极限工作温度下的第一失效率,以及在预设温度下的第二失效率;
对所述第一失效率与所述第二失效率进行处理,得到加速因子;
获取所述待测器件在所述极限工作温度下的第一寿命值;
对所述加速因子与所述第一寿命值进行处理,得到所述待测器件在所述预设温度下的第二寿命值。
在其中一个实施例中,获取待测器件的极限工作温度对应的第一失效率,以及预设温度对应的第二失效率之前还包括步骤:
通过HALT试验获取所述极限工作温度。
在其中一个实施例中,通过HALT试验获取所述极限工作温度的步骤包括:
获取待测器件在预设测试条件下第一性能参数,并记录根据第一性能参数确认的待测器件发生损坏时的测试温度;预设测试条件为以预设温度为起始温度,以预设步进温度值、逐步增加测试温度;
获取预留器件在测试温度下的第二性能参数,根据第二性能参数确认预留器件处于正常工作状态时,将测试温度确定为极限工作温度;预留器件与待测器件为同型号同批次的器件。
在其中一个实施例中,获取所述待测器件在所述极限工作温度下的第一寿命值的步骤包括:
获取预设数量的各所述待测器件在所述极限工作温度下的失效时间;
将各所述待测器件的失效时间的平均值确认为所述第一寿命值。
在其中一个实施例中,对所述第一失效率与第二失效率进行处理,得到加速因子的步骤包括:
将所述第一失效率的倒数确认为所述待测器件在所述极限工作温度下的第一平均失效前时间;
将所述第二失效率的倒数确认为所述待测器件在所述预设温度下的第二平均失效前时间;
根据所述第一平均失效前时间以及第二平均失效前时间,基于以下公式,得到所述加速因子:
其中,A为加速因子;MTTFu为所述第二平均失效前时间;MTTFT为所述第一平均失效前时间。
在其中一个实施例中,所述预设温度是基于所述待测器件的实际工作温度、以及所述待测器件在所述实际工作温度下的工作时长确定的。
另一方面,本申请实施例还提供了一种寿命评估装置,包括:
失效率获取模块,用于获取待测器件的极限工作温度对应的第一失效率,以及预设温度对应的第二失效率;
加速因子获取模块,用于对所述第一失效率与所述第二失效率进行处理,得到加速因子;
第一寿命值获取模块,用于获取所述待测器件工作在所述极限工作温度时对应的第一寿命值;
第二寿命值获取模块,用于对所述加速因子与所述第一寿命值进行处理,得到所述待测器件工作在所述预设温度时的第二寿命值。
在其中一个实施例中,还包括:
极限工作温度获取模块,用于通过HALT试验获取所述极限工作温度。
一方面,本发明实施例提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项寿命评估方法的步骤。
另一方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项寿命评估方法的步骤。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果:
通过获取待测器件在极限工作温度下的第一失效率以及在预设温度下的第二失效率,并基于第一失效率以及第二失效率得到加速因子,本申请能够较快获取第一失效率以及第二失效率,从而缩短了加速因子的获取时间;根据加速因子以及待测器件在极限工作温度下的寿命值,从而得到待测器件在预设温度下的寿命值,实现对待测器件进行寿命评估,避免在试验时,由于试验时间过长导致评估时间过长的问题,加之待测器件在极限工作温度下的寿命值较预设温度下的寿命值短,进而能够缩短评估时间,实现在较短时间内完成寿命评估。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为一个实施例中寿命评估方法的第一示意性流程示意图;
图2为一个实施例中加速因子获取步骤的流程示意图;
图3为一个实施例中寿命评估方法的第二示意性流程示意图;
图4为一个实施例中极限工作温度获取步骤的流程示意图;
图5为一个实施例中测试温度步进剖面图;
图6为一个实施例中寿命评估方法的第三示意性流程示意图;
图7为一个实施例中寿命评估方法的第四示意性流程示意图;
图8为一个实施例中寿命评估装置的结构框图;
图9为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
为说明工作温度与元器件寿命之间的关系,首先利用阿伦尼斯方程模拟温度与化学反应速率的关系:
其中,ν为化学反应速率,单位是mol/s(摩尔每秒);A0为常数,其数值与元器件材料特性相关;Ea为激活能,单位是eV(电子伏特);k为玻尔兹曼常数,k=8.6171×10-5eV/℃(电子伏特每摄氏度);T为绝对温度。
化学反应速率的含义是单位时间内已经发生反应的物质的量。假设在一定时间后,发生反应的物质的量超过一个临界值,则元器件失去本身应该具有的特性,即元器件失效了。
对温度与化学反应速率方程两侧取倒数,得到如下方程:
其中,L为化学反应速率的倒数;A为常数;Ea为激活能,单位是eV;k为玻尔兹曼常数,k=8.6171×10-5eV/℃;T为绝对温度。
此时,L即为寿命,从式中可见,影响寿命L的主要是激活能以及绝对温度,当温度提高时,产品的寿命缩短;当温度降低时,产品的寿命变长。即温度越高,元器件的寿命越短,反之,温度越低,元器件的寿命越长。可见,元器件的失效率会随着温度的增高而增高,即元器件的失效率在高温条件下较高,在低温条件下较低。
为对产品进行寿命评估,一般会基于加速寿命理论实现。加速寿命理论一般是以不改变产品实际应用条件下的失效机理为前提,通过加大施加在产品上的环境应力,短时间内获得产品的失效时间,并选择合适的寿命分布,最终拟合推导出产品在实际工作条件下的寿命,从而实现寿命评估。
常规条件下加速因子的计算首先是通过对受试器件进行极限温度条件下的试验,得到极限温度条件下的寿命值;然后再对受试器件进行预设温度条件下的试验,得到预设温度条件下的寿命值;最后将预设温度条件下的寿命值除以极限温度条件下的寿命值的商作为加速因子,即:
其中,A为加速因子;Lu为受试器件在预设温度条件下的寿命值;LT为受试器件在极限温度条件下的命值。
但是,获取受试器件在预设温度条件下的寿命值通常耗时很长,短则一年,长则需要好几年的时间。若通过常规条件下加速因子的计算方法获取加速因子,耗时过长,从而使得寿命评估时间长。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在一个实施例中,如图1所示,提供了一种寿命评估方法,以该方法应用于图1中的终端为例进行说明,包括以下步骤:
步骤102,获取待测器件在极限工作温度下的第一失效率,以及在预设温度下的第二失效率。
具体地,第一失效率以及第二失效率可通过查询生产元器件的公司的官网、元器件的使用手册(Datasheet)或者相关标准,或者根据相关标准进行可靠性预计,得到元器件在极限工作温度下的第一失效率以及在预设温度下的第二失效率,即第一失效率以及第二失效率可通过预计或者统计得到。
步骤104,对第一失效率与第二失效率进行处理,得到加速因子。
在实际应用中,一般可通过可靠度以及不可靠度来描述产品完成规定功能的概率。可靠度,即产品在规定的时间内,在规定的条件下,完成规定功能的概率,一般用R(t)表示。反之,不可靠度就是产品在规定的时间内,在规定的条件下,丧失规定功能的概率,一般用F(t)表示。显然,R(t)与F(t)之和为1,即:
R(t)+F(t)=1 (2)
其中,R(t)为可靠度函数;F(t)为不可靠度函数。
具体地,不可靠度函数F(t)又可表示如下:
其中,r(t)为在0到t时刻内,产品的累积故障数;N0为t=0时,在规定条件下进行工作的产品的数量。
故,可靠度函数R(t)可表示如下:
其中,r(t)为在0到t时刻内,产品的累积故障数;N0为t=0时,在规定条件下进行工作的产品的数量。
连续型随机变量的概率密度函数是描述随机变量的输出值,在某个确定的取值点附近的可能性的函数。而随机变量的取值落在某个区域之内的概率则为概率密度函数在这个区域上的积分,即:
其中,f(t)为故障密度函数。
结合(3)式以及(5)式,可得:
其中,r(t)为在0到t时刻内,产品的累积故障数;N0为t=0时,在规定条件下进行工作的产品的数量;f(t)为故障密度函数。即:
其中,r(t)为在0到t时刻内,产品的累积故障数;N0为t=0时,在规定条件下进行工作的产品的数量。
结合(2)式以及(5)式,得到:
其中,f(t)为故障密度函数,R(t)为可靠度函数。
而失效率函数为:
其中,λ(t)为失效率函数;dr(t)为t时刻后,dt时间内故障的产品数;Ns(t)为t时刻尚未故障的产品数,即剩余产品数,具体地,Ns(t)=N0-r(t)。
结合(7)式以及(9)式,得到:
其中,λ(t)为失效率函数;dr(t)为t时刻后,dt时间内故障的产品数;Ns(t)为t时刻尚未故障的产品数,即剩余产品数;N0(t)为t=0时,在规定条件下进行工作的产品的数量;f(t)为故障密度函数,R(t)为可靠度函数。
代入(8)式,得:
其中,λ(t)为失效率函数,R(t)为可靠度函数。
对(11)式进行两面积分,得:
则:
其中,λ(t)为失效率函数,R(t)为可靠度函数。
而电子类产品一般是服从指数分布,除去早期失效率以及耗损期失效率,其正常使用周期的失效率为常数,则(12)式可表示为:
R(t)=e-λt (13)
其中,R(t)为可靠度函数,λ为常数。
而MTTF(Mean Time to Failure,平均失效前时间)与失效率的关系为,假设有N0个不可修复的产品在同样条件下进行试验,测得N0个不可修复的产品的故障时间分别为则MTTF可表示如下:
其中,N0为在同样条件下进行试验的产品的总数量;ti为第i个产品的故障时间。
当N0趋向无穷大时,MTTF为产品故障时间这一随机变量的数学期望,因此:
其中,MTTF为平均失效前时间;f(t)为故障密度函数,R(t)为可靠度函数。
当电子类器件发生故障时,寿命终结,结合(13)式,得到:
其中,R(t)为可靠度函数;λ为失效率。
发生失效后不可维修的产品,如元器件,其MTBF(Mean Time Between Failure,平均故障间隔时间)实际上等于MTTF,即这类型的产品的MTBF等于寿命值。结合(1)式和(14)式,可得:
其中,MTTFT为在极限工作温度下的第一平均失效前时间;MTTFu为预设温度下的第二平均失效前时间;MTBFT为在极限工作温度下的平均故障间隔时间;MTBFu为预设温度下的平均故障间隔时间;λT为待测器件在极限工作温度下的失效率,即第一失效率;λu为待测器件在预设温度下的失效率,即第二失效率。
即第一失效率除以第二失效率的商为加速度因子。
步骤106,获取待测器件在极限工作温度下的第一寿命值。
具体地,待测器件在极限工作温度下的寿命值较预设温度下的寿命值短,通过将温度调节至极限工作温度,使得待测器件在极限工作温度下进行试验,并获取待测器件的第一寿命值。在实际应用中,为提高第一寿命值的准确性,可使用多个待测器件进行试验,将各待测器件寿命值的平均值作为第一寿命值。
步骤108,对加速因子与第一寿命值进行处理,得到待测器件在预设温度下的第二寿命值。
具体地,此时加速因子与第一寿命值已经获取到,则可通过(1)式得到待测器件在预设温度下的第二寿命值,即
其中,Lu为第二寿命值;LT为第一寿命值;A为加速因子。
在一个具体的实施例中,如图2所示,对所述第一失效率与第二失效率进行处理,得到加速因子的步骤包括:
步骤202,将所述第一失效率的倒数确认为待测器件在极限工作温度下的第一平均失效前时间。
步骤204,将第二失效率的倒数确认为待测器件在预设温度下的第二平均失效前时间。
步骤206,根据第一平均失效前时间以及第二平均失效前时间,基于以下公式,得到加速因子:
其中,A为加速因子;MTTFu为第二平均失效前时间;MTTFT为第一平均失效前时间。
在一个具体的实施例中,预设温度是基于待测器件的实际工作温度、以及待测器件在实际工作温度下的工作时长确定的。
具体地,可通过下述例子进行说明:假设待测器件在夏季时的工作温度为40℃(摄氏度),在冬季时的工作温度为30℃。并且夏季的持续时间为8个月,冬季的持续时间为4个月。在夏季8个月中,每天的环境因素均相同;在冬季的4个月中,每天的环境因素也均相同。待测器件在上述环境中不间断工作,则预设温度可以通过以下式子进行计算:
即预设温度可为36.7℃。需要说明的是,上述例子只是为了更好的说明本实施例,具体的计算方式并不只限于上述所列的一种。在实际应用中,可根据实际情况,基于多种因素的考虑,使用不同的计算方法得到预设温度。
上述寿命评估方法中,通过获取待测器件在极限工作温度下的第一失效率以及在预设温度下的第二失效率,并基于第一失效率以及第二失效率得到加速因子,本申请能够较快获取第一失效率以及第二失效率,从而缩短了加速因子的获取时间;根据加速因子以及待测器件在极限工作温度下的寿命值,从而得到待测器件在预设温度下的寿命值,实现对待测器件进行寿命评估,避免在试验时,由于试验时间过长导致评估时间过长的问题,加之待测器件在极限工作温度下的寿命值较预设温度下的寿命值短,进而能够缩短评估时间,实现在较短时间内完成寿命评估。
在一个实施例中,如图3所示,提供了一种寿命评估方法,以该方法应用于图1中的终端为例进行说明,包括以下步骤:
步骤302,通过HALT试验获取极限工作温度。
HALT(Highly Accelerated Life Test,高加速寿命试验)是一种发现产品的缺陷或薄弱环节的工序,同时也是一种能够在较短的时间内确定产品或器件工作极限应力的方法。具体地,通过设置逐级递增的加严环境应力来加速暴露产品的缺陷或薄弱点,然后再对所暴露的缺陷和故障从设计、工艺和用料等方面进行分析和改进,从而达到提升工作极限应力的目的。在进行HALT试验获取极限工作温度时,施加在控制器上的HALT应力可以是热应力、振动应力、温度应力、盐雾以及沙尘等,在本实施例中,可以选择温度作为HALT试验应力。
步骤304,获取待测器件在极限工作温度下的第一失效率,以及在预设温度下的第二失效率。
具体地,第一失效率以及第二失效率可通过查询生产元器件的公司的官网、元器件的使用手册(Datasheet)或者相关标准,或者根据相关标准进行可靠性预计,得到元器件在极限工作温度下的第一失效率以及在预设温度下的第二失效率,即第一失效率以及第二失效率可通过预计或者统计得到。
步骤306,对第一失效率与第二失效率进行处理,得到加速因子。
具体地,根据(15)式可得:
其中,MTTFT为在极限工作温度下的第一平均失效前时间;MTTFu为预设温度下的第二平均失效前时间;λT为待测器件在极限工作温度下的失效率,即第一失效率;λu为待测器件在预设温度下的失效率,即第二失效率。
即第一失效率除以第二失效率的商为加速度因子。
步骤308,获取待测器件在极限工作温度下的第一寿命值。
具体地,待测器件在极限工作温度下的寿命值较预设温度下的寿命值短,通过将温度调节至极限工作温度,使得待测器件在极限工作温度下进行试验,并获取待测器件的第一寿命值。在实际应用中,为提高第一寿命值的准确性,可使用多个待测器件进行试验,将各待测器件寿命值的平均值作为第一寿命值。
步骤310,对加速因子与第一寿命值进行处理,得到待测器件在预设温度下的第二寿命值。
具体地,此时加速因子与第一寿命值已经获取到,则可通过(1)式得到待测器件在预设温度下的第二寿命值,即:
其中,Lu为第二寿命值;LT为第一寿命值;A为加速因子。
在一个具体的实施例中,如图4所示,通过HALT试验获取极限工作温度的步骤包括:
步骤402,获取待测器件在预设测试条件下第一性能参数,并记录根据第一性能参数确认的待测器件发生损坏时的测试温度。
其中,预设测试条件为以预设温度为起始温度,以预设步进温度值,逐步增加测试温度。
具体地,以待测器件实际工作条件下的温度应力(即预设温度)作为起始温度,当待测器件达到温度稳定并在稳定后至少工作3小时时,测试待测器件的性能,获取并记录第一性能参数。根据第一性能参数确认待测器件没有发生损坏时,增加预设步进温度值,如10℃。当待测器件再次达到温度稳定并在稳定后至少工作5小时时,测试待测器件的性能,获取并记录第一性能参数,根据第一性能参数确认待测器件没有发生损坏时,继续增加预设步进温度值,重复上述操作。
当测试温度接近待测器件的额定工作温度时,可适当降低预设步进温度值,如从10℃降低到5℃或更低的温度。具体地,可以通过下述方式进行实现,当测试温度超过一定阈值之后,适当的降低预设步进温度值,阈值可以由额定工作温度决定,如当额定温度为50℃时,可将阈值设置为45℃。在每一应力条件施加完毕后获取并记录第一性能参数,当根据第一性能参数确认待测器件发生损坏时的测试温度时,记录测试温度。需要说明的是,在实际应用中,可根据实际情况以及测试需求,在同一试验中对预设步进温度进行更改,即可在同一试验中增大或减小预设步进温度。
具体的测试温度步进剖面图可如图5所示,其中,T0为起始温度,即预设温度;T1为接近额定工作温度的阈值,T2为极限工作温度。需要说明的是,在实际应用中,可根据实际情况以及测试需求,在同一试验中对预设步进温度进行更改,即可在同一试验中增大或减小预设步进温度。
步骤404,获取预留器件在测试温度下的第二性能参数,根据第二性能参数确认预留器件处于正常工作状态时,将测试温度确定为极限工作温度。
其中,预留器件与待测器件为同型号同批次的器件。
具体地,在预留器件上施加上一步骤记录的测试温度,获取并记录第二性能参数。若第二性能参数表明预留器件处于正常工作状态,即没有发生损坏时,则将上一步骤记录的测试温度确认为极限工作温度。
在一个具体的实施例中,预设温度是基于待测器件的实际工作温度、以及待测器件在实际工作温度下的工作时长确定的。
具体地,可通过下述例子进行说明:假设待测器件在夏季时的工作温度为40℃,在冬季时的工作温度为30℃。并且夏季与冬季的持续时间均为6个月,在夏季6个月中,每天的环境因素均相同;在冬季的6个月中,每天的环境因素也均相同。待测器件在环境中长期工,则预设温度可以通过以下式子进行计算:
即预设温度可为36.7℃。需要说明的是,上述例子只是为了更好的说明本实施例的,并不只限于上述计算方式。在实际应用中,可根据实际情况,基于多种因素的考虑,使用不同的计算方法得到预设温度。
上述寿命评估方法中,通过高加速寿命试验,能够更加精确的获取待测器件的极限工作温度,从而提高寿命评估的准确性。
在一个实施例中,如图6所示,提供了一种寿命评估方法,包括以下步骤:
步骤602,获取待测器件在极限工作温度下的第一失效率,以及在预设温度下的第二失效率。
具体地,第一失效率以及第二失效率可通过查询生产元器件的公司的官网、元器件的使用手册(Datasheet)或者相关标准,或者根据相关标准进行可靠性预计,得到元器件在极限工作温度下的第一失效率以及在预设温度下的第二失效率,即第一失效率以及第二失效率可通过预计或者统计得到。
步骤604,对第一失效率与第二失效率进行处理,得到加速因子。
具体地,根据(15)式可得:
其中,MTTFT为在极限工作温度下的第一平均失效前时间;MTTFu为预设温度下的第二平均失效前时间;λT为待测器件在极限工作温度下的失效率,即第一失效率;λu为待测器件在预设温度下的失效率,即第二失效率。
即第一失效率除以第二失效率的商为加速度因子。
步骤606,获取预设数量的各待测器件在极限工作温度下的失效时间。
具体地,选取预设数量的待测器件,并使各待测器件在极限工作温度下进行工作,并记录下各待测器件的失效时间。其中,可通过获取各待测器件的性能参数,根据性能参数获取确认各待测器件是否发生失效,若发生失效,则记录其失效时间。
步骤608,将各待测器件的失效时间的平均值确认为第一寿命值。
步骤610,对加速因子与第一寿命值进行处理,得到待测器件在预设温度下的第二寿命值。
具体地,此时加速因子与第一寿命值已经获取到,则可通过(1)式得到待测器件在预设温度下的第二寿命值,即:
其中,Lu为第二寿命值;LT为第一寿命值;A为加速因子。
在一个具体的实施例中,预设温度是基于待测器件的实际工作温度、以及待测器件在实际工作温度下的工作时长确定的。
具体地,可通过下述例子进行说明:假设待测器件在夏季时的工作温度为40℃,在冬季时的工作温度为30℃。并且夏季与冬季的持续时间均为6个月,在夏季6个月中,每天的环境因素均相同;在冬季的6个月中,每天的环境因素也均相同。待测器件在环境中长期工,则预设温度可以通过以下式子进行计算:
即预设温度可为36.7℃。需要说明的是,上述例子只是为了更好的说明本实施例的,并不只限于上述计算方式。在实际应用中,可根据实际情况,基于多种因素的考虑,使用不同的计算方法得到预设温度。
上述寿命评估方法中,通过试验能够更加精确的获取待测器件的第一寿命值,提高了寿命评估的准确性。
下面通过一个具体的实施例来进行说明,如图7所示,包括以下步骤:
步骤702,获取待测器件在预设测试条件下第一性能参数,并记录根据第一性能参数确认的待测器件发生损坏时的测试温度。
其中,预设测试条件为以预设温度为起始温度,以预设步进温度值、逐步增加测试温度。
具体地,以待测器件实际工作条件下的温度应力(即预设温度)作为起始温度,当待测器件达到温度稳定并在稳定后至少工作3小时时,测试待测器件的性能,获取并记录第一性能参数。根据第一性能参数确认待测器件没有发生损坏时,增加预设步进温度值,如10℃。当待测器件达到温度稳定并在稳定后至少工作5小时时,测试待测器件的性能,获取并记录第一性能参数,根据第一性能参数确认待测器件没有发生损坏时,继续增加预设步进温度值,重复上述操作。
当测试温度接近待测器件的额定工作温度时,可适当降低预设步进温度值,如从10℃降低到5℃或更低的温度。具体地,可以通过下述方式进行实现,当测试温度超过一定阈值之后,适当的降低预设步进温度值,阈值可以由额定工作温度决定,如当额定温度为50℃时,可将阈值设置为45℃。在每一应力条件施加完毕后获取并记录第一性能参数,当根据第一性能参数确认待测器件发生损坏时的测试温度时,记录测试温度。需要说明的是,在实际应用中,可根据实际情况以及测试需求,在同一试验中对预设步进温度进行更改,即可在同一试验中增大或减小预设步进温度。
步骤704,获取预留器件在测试温度下的第二性能参数,根据第二性能参数确认预留器件处于正常工作状态时,将测试温度确定为极限工作温度。
其中,预留器件与待测器件为同型号同批次的器件。
具体地,在预留器件上施加上一步骤记录的测试温度,获取并记录第二性能参数。若第二性能参数表明预留器件处于正常工作状态,即时没有发生损坏时,则将上一步骤记录的测试温度确认为极限工作温度。
步骤706,获取待测器件在极限工作温度下的第一失效率,以及在预设温度下的第二失效率。
具体地,第一失效率以及第二失效率可通过查询生产元器件的公司的官网、元器件的使用手册(Datasheet)或者相关标准,或者根据相关标准进行可靠性预计,得到元器件在极限工作温度下的第一失效率以及在预设温度下的第二失效率,即第一失效率以及第二失效率可通过预计或者统计得到。
步骤708,将第一失效率的倒数确认为待测器件在极限工作温度下的第一平均失效前时间。
步骤710,将第二失效率的倒数确认为待测器件在预设温度下的第二平均失效前时间。
步骤712,根据第一平均失效前时间以及第二平均失效前时间,基于以下公式,得到加速因子:
其中,A为加速因子;MTTFu为第二平均失效前时间;MTTFT为第一平均失效前时间。
步骤714,获取预设数量的各待测器件在极限工作温度下的失效时间。
具体地,选取预设数量的待测器件,并使各待测器件在极限工作温度下进行工作,并记录下各待测器件的失效时间。其中,可通过获取各待测器件的性能参数,根据性能参数获取确认各待测器件是否发生失效,若发生失效,则记录其失效时间。
步骤716,将各待测器件的失效时间的平均值确认为第一寿命值
步骤718,对加速因子与第一寿命值进行处理,得到待测器件在预设温度下的第二寿命值。
具体地,此时加速因子与第一寿命值已经获取到,则可通过(1)式得到待测器件在预设温度下的第二寿命值,即:
其中,Lu为第二寿命值;LT为第一寿命值;A为加速因子。
应该理解的是,虽然图1-7的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图1-7中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中,如图8所示,提供了一种寿命评估装置,包括:失效率获取模块810、加速因子获取模块820、第一寿命值获取模块830以及第二寿命值获取模块840,其中:
失效率获取模块810,用于获取待测器件的极限工作温度对应的第一失效率,以及预设温度对应的第二失效率;
加速因子获取模块820,用于对第一失效率与第二失效率进行处理,得到加速因子;
第一寿命值获取模块830,用于获取待测器件工作在极限工作温度时对应的第一寿命值;
第二寿命值获取模块840,用于对加速因子与第一寿命值进行处理,得到待测器件工作在预设温度时的第二寿命值。
在一个具体的实施例中,还包括:
极限工作温度获取模块,用于通过HALT试验获取极限工作温度。
关于寿命评估装置的具体限定可以参见上文中对于寿命评估方法的限定,在此不再赘述。上述寿命评估装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是服务器,其内部结构图可以如图9所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储第一失效率、第二失效率、加速因子以及第一寿命值等数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种寿命评估方法。
本领域技术人员可以理解,图7中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述寿命评估方法各实施例的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种寿命评估方法,其特征在于,包括:
获取待测器件在极限工作温度下的第一失效率,以及在预设温度下的第二失效率;
对所述第一失效率与所述第二失效率进行处理,得到加速因子;
获取所述待测器件在所述极限工作温度下的第一寿命值;
对所述加速因子与所述第一寿命值进行处理,得到所述待测器件在所述预设温度下的第二寿命值。
2.根据权利要求1所述的寿命评估方法,其特征在于,获取待测器件的极限工作温度对应的第一失效率,以及预设温度对应的第二失效率之前还包括步骤:
通过HALT试验获取所述极限工作温度。
3.根据权利要求2所述的寿命评估方法,其特征在于,通过HALT试验获取所述极限工作温度的步骤包括:
获取所述待测器件在预设测试条件下第一性能参数,并记录根据所述第一性能参数确认的所述待测器件发生损坏时的测试温度;所述预设测试条件为以所述预设温度为起始温度,以预设步进温度值、逐步增加测试温度;
获取预留器件在所述测试温度下的第二性能参数,根据所述第二性能参数确认所述预留器件处于正常工作状态时,将所述测试温度确定为所述极限工作温度;所述预留器件与所述待测器件为同型号同批次的器件。
4.根据权利要求1所述的寿命评估方法,其特征在于,获取所述待测器件在所述极限工作温度下的第一寿命值的步骤包括:
获取预设数量的各所述待测器件在所述极限工作温度下的失效时间;
将各所述待测器件的失效时间的平均值确认为所述第一寿命值。
5.根据权利要求1所述的寿命评估方法,其特征在于,对所述第一失效率与第二失效率进行处理,得到加速因子的步骤包括:
将所述第一失效率的倒数确认为所述待测器件在所述极限工作温度下的第一平均失效前时间;
将所述第二失效率的倒数确认为所述待测器件在所述预设温度下的第二平均失效前时间;
根据所述第一平均失效前时间以及第二平均失效前时间,基于以下公式,得到所述加速因子:
其中,A为加速因子;MTTFu为所述第二平均失效前时间;MTTFT为所述第一平均失效前时间。
6.根据权利要求1至5任一项所述的寿命评估方法,其特征在于,所述预设温度是基于所述待测器件的实际工作温度、以及所述待测器件在所述实际工作温度下的工作时长确定的。
7.一种寿命评估装置,其特征在于,包括:
失效率获取模块,用于获取待测器件的极限工作温度对应的第一失效率,以及预设温度对应的第二失效率;
加速因子获取模块,用于对所述第一失效率与所述第二失效率进行处理,得到加速因子;
第一寿命值获取模块,用于获取所述待测器件工作在所述极限工作温度时对应的第一寿命值;
第二寿命值获取模块,用于对所述加速因子与所述第一寿命值进行处理,得到所述待测器件工作在所述预设温度时的第二寿命值。
8.根据权利要求7所述的寿命评估装置,其特征在于,还包括:
极限工作温度获取模块,用于通过HALT试验获取所述极限工作温度。
9.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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