电子元器件加速寿命试验方法的比较
刘婧，吕长志，李志国，郭春生，冯士维（北京工业大学电子信息与控制工程学院可靠性实验室，北京100022）1引言加速寿命试验分为恒定应力、步进应力和序进应力加速寿命试验。将一定数量的样品分成几组，对每组施加一个高于额定值的固定不变的应力，在达到规定失效数或规定失效时间后停止，称为恒定应力加速寿命试验（以下简称恒加试验）；应力随时间分段增强的试验称步进应力加速寿命试验（以下简称步加试验）；应力随时间连续增强的试验称为序进应力加速寿命试验（以下简称序加试验）。序加试验可以看作步进应力的阶梯取很小的极限情况。加速寿命试验常用的模型有阿伦尼斯（Arrhe
ius）模型、爱伦（Eyri
g）模型以及以电应力为加速变量的加速模型。实际中Arrhe
ius模型应用最为广泛，本文主要介绍基于这种模型的试验。Arrhe
ius模型反映电子元器件的寿命与温度之间的关系，这种关系本质上为化学变化的过程。方程表达式为
式中：为化学反应速率；E为激活能量（eV）；k为波尔兹曼常数08617×104eVK；A为常数；T为绝对温度（K）。式⑴可化为
式中：式中：F0为累计失效概率；tF0为产品达到某一累计失效概率Ft所用的时间。算出b后，则
式⑵是以Arrhe
ius方程为基础的反映器件寿命与绝对温度T之间的关系式，是以温度T为加速变量的加速方程，它是元器件可靠性预测的基础。
f2试验方法
21恒定应力加速寿命试验
目前应用最广的加速寿命试验是恒加试验。恒定应力加速度寿命试验方法已被IEC标准采用1。其中310加速试验程序包括对样品周期测试的要求、热加速电耐久性测试的试验程序等，可操作性较强。恒加方法造成的失效因素较为单一，准确度较高。国外已经对不同材料的异质结双极晶体管（HBT）、CRT阴极射线管、赝式高电子迁移率晶体管开关（PHEMTswitch）、多层陶瓷芯片电容等电子元器件做了相关研究。
YCChou等人对GaAs和I
PPHEMT单片微波集成电路（MMIC）放大器进行了恒加试验2。下面仅对GaAsPHEMT进行介绍，I
PPHEMT同前。对于GaAsPHEMTMMIC共抽取试验样品84只，分为三组，每组28只，环境温度分别为T1255℃，T2270℃，T3＝285℃，所有参数均在室温下测量。失效判据为44GHz时，ΔS2110dB。三个组的试验结果如表1所示，试验数据服从对数正态分布。表中累计失效百分比、中位寿命、对数标准差（σ）均由试验数据求得。其中累计失效百分比＝每组失效数（每组样品总数＋1）；中位寿命为失效率为50时的寿命，可在对数正态概率r