K9GBG08UOA-SCBO

   实践证明，当温度升高以后，器件劣化的物理化学反应加快，失效过程加速，而阿伦尼 斯( Arrhenius)模型描述了由温度应力决定的化学反应速度依赖关系的规律性，为加速寿命试 验提供了理论依据。它假设热应力（温度）是造成元器件或材料的性能参数劣化（或退化）失效 的主要原因。因为不少元器件和高分子材料表面态的变化及物理化学变化将导致性能参数超 过规定的范围而引起失效。这些物理或化学反应的速率与温度密切相关。通常随着温度的 升高，反应的速度将加快，从而使元器件或材料的失效次数也增多。

   逆幂律模型由动力学理论和激活能导出。大量试验证明，不少元器件或绝缘材料的寿命与电压、电流、功率等应力之间符合逆幂律关系，这些应力会促使器件内部产生离子迁移、质量迁移等，造成短路、击穿断路失效等。应力越强，失效速率越快，器件寿命越短，K、c为常数，c称为材料结构带数，它只与元器件或材料的类型有关，而与其规格没有关系。若属同类型的，它们的c值是相同的。此式表示元器件或材料的平均寿命随所施加电压的c次幂成反比。K、c常数可以通过点估计或区间估计来确定，然后利用此公式来预测元器件或材料在使用电压下的寿命值。

   将上式进行数学变换，可在双对数纸上描绘出一条直线。也就是说，凡失效概率符合逆幂律的产品寿命值的对数与所施加电应力的对数呈线性关系。

    电子元器件失效的原因与器件本身所选用的材料、材料之间、器件表面或体内、金属 化系统以及封装结构中存在的各种化学、物理反应有关。器件从出厂经过储存、运输、使 用到失效的寿命周期，无时无刻不在进行着缓慢的化学、物理变化。在各种外界环境下， 器件还会承受各种热、电、机械应力，会使原来的化学、物理反应加速，而其中电应力和 温度应力对失效最为敏感。加速应力寿命试验的理论基础就是可靠性物理模型。由于电子元器件存在多种类型，其失效模式也有许多种。但就其本质来讲，或属于化学反应的或电 的作用，其失效进程加速可归结于克服势垒的激活能或反应速率等理论来加以描述，因而 相应地提出并建立了4个物理模型及关系式。