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车用IC寿命如何精准计算

频道:家长里短 日期: 浏览:56847

汽车电子可靠性领域,AEC-Q100标准认证作为车用IC的上车“入场券”,确保芯片在极端工况下的稳定性和可靠性。然而,AEC-Q100作为通用标准,在某些场景下无法覆盖客户应用需求(如延长寿命、极端温度、高湿的特殊环境等),此时就需要基于任务配置文件(即器件在实际应用中的环境与功能负荷)制定可靠性测试计划,确保器件满足特定场景的需求。而寿命计算核心模型就是调整任务配置文件的关键工具。

3大核心模型:各有专攻的 “寿命计算器”

01阿伦尼乌斯方程

高温环境下的 “时间转换器

通过高温加速测试(如HTOL),将芯片在加速温度条件下(如125℃)的1000小时测试等效转换为实际应用中(如87°C) 的15年寿命。

加速因子公式:

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Ea为激活能;kB为玻尔兹曼常数;Tu为实际使用温度;Tt为加速测试温度。

应用场景:引擎舱芯片需验证高温下的长期可靠性。

02Coffin-Manson模型

机械应力的 "疲劳计算器"

量化温度循环(TC)对焊点 / 封装的疲劳损伤,揭示循环次数与材料寿命的关系。

加速因子公式:

m为Coffin-Manson系数;ΔTu为实际使用温差;ΔTt为加速测试温差。

应用场景:某些车用IC需要满足高频启停需求,如发动机频繁启停。

03Hallberg-Peck模型

湿度应力的 "腐蚀预警器"

模拟高温高湿环境(如85% RH/85°C)对焊盘腐蚀的加速效应,预估产品抗腐蚀能力。

加速因子公式:

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p为Hallberg-Peck系数;Ea为激活能;kB为玻尔兹曼常数;Tu为实际使用温度;Tt为加速测试温度;Hu为实际使用相对湿度;Ht为加速测试相对湿度。

应用场景:适用于车身电子等潮湿场景,精准覆盖实际工况。

综合模型:应对复杂场景的 “全能计算器”

高温加速+电加速的综合加速,计算总的加速因子。

加速因子公式:

AFT由阿伦尼乌斯方程(Arrhenius Model)计算得出。AFV计算公式如下:

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Vuse为实际使用电压;Vstress为加速测试使用电压;β为电压加速因子。

应用场景:考虑到电加速影响,更加精确地计算综合加速因子。

寿命计算模型是AEC-Q100 “基于失效机制” 的核心技术载体,衔接实际场景与实验室测试,助力芯片企业实现测试与工况科学映射、定制方案、平衡效率与准确性、规避新材料工艺风险,寿命计算模型将“可靠性”转化为可量化的测试方案,保障了汽车IC极端环境下寿命要求,提升认证效率,是企业满足定制需求、加速产品上车的关键能力。

SGS“全链路” 验证能力,让寿命测试更靠谱

标准对齐

作为AEC委员会成员,SGS深度参AEC Q系列标准制定,能快速解读最新要求。

专属方案

根据客户需求,利用加速模型设计专属测试方案。

效率保障

SGS依托全球实验室网络支持,有效缩短整体认证周期,让产品更快上车。

随着碳化硅(SiC)、铜导线(Cu wire)等材料的应用和普及,传统模型需要结合JESD94等新标准进行扩展。SGS通过材料分析和失效机理研究,正在为这些新兴技术提供更可靠的寿命评估方案。