在汽車電子可靠性領域,AEC-Q100標準認證作為車用IC的上車“入場券”,確保芯片在極端工況下的穩定性和可靠性。然而,AEC-Q100作為通用標準,在某些場景下無法覆蓋客戶應用需求(如延長壽命、極端溫度、高濕的特殊環境等),此時就需要基于任務配置文件(即器件在實際應用中的環境與功能負荷)制定可靠性測試計劃,確保器件滿足特定場景的需求。而壽命計算核心模型就是調整任務配置文件的關鍵工具。
3大核心模型:各有專攻的 “壽命計算器”
01阿倫尼烏斯方程
高溫環境下的 “時間轉換器”
通過高溫加速測試(如HTOL),將芯片在加速溫度條件下(如125℃)的1000小時測試等效轉換為實際應用中(如87°C) 的15年壽命。
加速因子公式:
Ea為激活能;kB為玻爾茲曼常數;Tu為實際使用溫度;Tt為加速測試溫度。
應用場景:引擎艙芯片需驗證高溫下的長期可靠性。
02Coffin-Manson模型
熱機械應力的 "疲勞計算器"
量化溫度循環(TC)對焊點 / 封裝的疲勞損傷,揭示循環次數與材料壽命的關系。
加速因子公式:
m為Coffin-Manson系數;ΔTu為實際使用溫差;ΔTt為加速測試溫差。
應用場景:某些車用IC需要滿足高頻啟停需求,如發動機頻繁啟停。
03Hallberg-Peck模型
濕度應力的 "腐蝕預警器"
模擬高溫高濕環境(如85% RH/85°C)對焊盤腐蝕的加速效應,預估產品抗腐蝕能力。
加速因子公式:
p為Hallberg-Peck系數;Ea為激活能;kB為玻爾茲曼常數;Tu為實際使用溫度;Tt為加速測試溫度;Hu為實際使用相對濕度;Ht為加速測試相對濕度。
應用場景:適用于車身電子等潮濕場景,精準覆蓋實際工況。
綜合模型:應對復雜場景的 “全能計算器”
高溫加速+電加速的綜合加速,計算總的加速因子。
加速因子公式:
AFT由阿倫尼烏斯方程(Arrhenius Model)計算得出。AFV計算公式如下:
Vuse為實際使用電壓;Vstress為加速測試使用電壓;β為電壓加速因子。
應用場景:考慮到電加速影響,更加精確地計算綜合加速因子。
壽命計算模型是AEC-Q100 “基于失效機制” 的核心技術載體,銜接實際場景與實驗室測試,助力芯片企業實現測試與工況科學映射、定制方案、平衡效率與準確性、規避新材料工藝風險,壽命計算模型將“可靠性”轉化為可量化的測試方案,保障了汽車IC極端環境下壽命要求,提升認證效率,是企業滿足定制需求、加速產品上車的關鍵能力。
SGS“全鏈路” 驗證能力,讓壽命測試更靠譜
標準對齊
作為AEC委員會成員,SGS深度參AEC Q系列標準制定,能快速解讀最新要求。
專屬方案
根據客戶需求,利用加速模型設計專屬測試方案。
效率保障
SGS依托全球實驗室網絡支持,有效縮短整體認證周期,讓產品更快上車。
隨著碳化硅(SiC)、銅導線(Cu wire)等材料的應用和普及,傳統模型需要結合JESD94等新標準進行擴展。SGS通過材料分析和失效機理研究,正在為這些新興技術提供更可靠的壽命評估方案。
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原文標題:干貨分享 | 車用 IC 壽命如何精準計算?壽命計算核心模型全解析
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