干热和偏湿度测试与应用期间元件的稳定性预测

由于标准化的暴露时间 ln√texp 是温度倒数 1/T 的直接函数，所以可用一个图表，亦即用 ln√t – 1/T 图描述和总结元件在整个温度-湿度-时间域中的性能和健康预测，以及其系统特征鉴定：

图 4 显示了采用"漆 1"涂层的高阻值薄膜电阻器（MELF MMA0204，180 kΩ）的性能。

图 4：薄膜电阻器的 ln√t – 1/T 图

这个例子说明，texp > 30 年的暴露时间和 ΔR/R < 0.2 % 的阻值漂移在任何实际相对湿度和 < 100 °C 的环境温度条件下都是可能的，对这种非常可靠的电阻器类型没有任何问题（取决于功能性薄膜层的活化能和"漆1"涂层的扩散性能）。

实际应用

当 ln√t – 1/T 图适用时，确定电子元件的可靠性和健康预测变得容易和经济。

此外，如图 5 所示，对于所有实际应用，在定义元件在整个相关温度-湿度-时间域上的材料性能（漆/模件或功能层的活化能、扩散系数、加速因子等）的漂移和退化（健康预测）时只需要五个可靠的相关测量点。

图 5：五个测量点

要点：

•开发和定义针对电子元件的一般（偏压）湿度加速和长期预测模型，研究在灵敏薄膜电阻器上进行。

•该模型综合了温度和湿度对退化的影响。在整个温度-湿度-时间域中的预测因此成为可能。

•所定义的 ln√t – 1/T 图包含所有信息，并可用于计算关于模件/漆以及关于所研究功能层的所有相关材料数据（活化能、湿度相关材料性能、偏压加速效应等）。

•老化/氧化与腐蚀之间的差异。通过使用标准化的暴露时间代替参数漂移测量结果消除这些有冲突现象的不一致性。

•用实际蒸汽压力代替（通常使用的）相对湿度 RH 作为明确的物理数据。

•确定电绝缘漆或模件各自的扩散性质，作为元件参数因温度和湿度影响而退化的主关键词。

详细参考资料

[1] R.W. Kuehl, Influence of Bias Humidity Testing and Application on Time-Dependent, Arrhenius-Law-Based Stability Predictions for Thin Film Resistors, Microelectronics Reliability 54 (2014), pp. 1316-1327