收藏本站
《北京工业大学》 2014年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

海洋环境下晶体管长贮可靠性研究

齐浩淳  
【摘要】:在海洋环境下,温度、湿度、盐雾等因素会加速电子元器件的老化和锈蚀,导致其电性能下降、结构材料断裂和机械强度降低等失效模式的发生,进而影响电子元器件的贮存可靠性。 目前,对于海军用电子元器件的贮存可靠性的研究较少,相关研究存在试验及检测水平不高、性能参数变化规律不明、失效模式与失效机理不清、评估与预测手段不足等一系列问题。因此,如何评估海军用电子元器件的贮存可靠性已成为亟待解决的重要问题。 对于长期贮存,一次使用的军用电子装备(海军舰艇的电子设备及电子元器件)而言,通过开展海洋环境下的电子元器件的长期贮存试验,可以为电子元器件的贮存可靠性考核与评价提供参考、依据和基础数据,对于提高电子元器件及装备的可靠性具有重要意义。 本文以海军装备系统中典型水面舰艇的机器舱室贮存环境条件为应用背景,以具有代表性的、用量较大的中小功率晶体管为研究对象,通过加速贮存试验和海洋环境下的现场贮存试验相结合的方法,对晶体管的贮存可靠性进行了评估。 本文的主要工作及创新包括以下几个方面。 首先,对海洋环境和海洋气候的基本情况进行了调研,确定了海洋环境下的晶体管的贮存可靠性评估的具体试验方案:对我国四大海域的海洋环境和海洋气候的特点进行了详细的论述,在此基础上,提出了采用实验室模拟海洋环境应力条件的加速贮存试验和实际海洋环境下的现场贮存试验相结合,对晶体管的贮存可靠性进行评估的方法。 其次,开展了温度、湿度、盐雾等海洋环境应力条件下的实验室加速贮存试验,包括:恒温、恒湿加速试验、盐雾加速试验以及自主设计的三应力(温度、湿度、盐雾)综合试验。对各试验前后晶体管样品的性能参数、管壳表面腐蚀面积等相关参数的变化情况进行了比较,并对晶体管样品可能的性能退化机理及失效机理进行了分析。 第三,开展了实际海洋环境下的现场贮存试验,包括海洋搭载试验、近海仓库贮存试验以及陆地自然环境下的仓库贮存试验,分析了试验样品在海洋环境下的参数退化情况,并与实验室加速贮存试验获得的数据进行比较分析。另外,对已经贮存了若干年的晶体管样品进行测试,与其在生产时设定的标称值进行比较,找出了性能参数超标的样品,将其确定为失效样品,获得了近海仓库贮存条件下晶体管样品的真实贮存寿命数据,将其作为加速贮存试验预测效果的参考结果。 第四,对各加速试验获得的晶体管样品的性能参数的退化情况进行了分析,发现晶体管的反向漏电流、电流增益、理想因子和势垒高度的退化规律分别符合指数函数、Logistic函数、指数增长函数和指数函数。 第五,分别采用三种方法对海洋环境下晶体管的贮存寿命进行了预测: (1)提出了用理想因子和势垒高度作为退化敏感参数,对晶体管的贮存寿命进行预测的新方法。通过自主开发的基于性能参数退化的数据处理程序结合C-V特性和势垒高度的变化情况,利用晶体管的反向漏电流和理想因子的退化数据外推出常见的三种分布下的平均寿命,并结合Hallberg-Peck模型预测了自然贮存条件下晶体管样品的贮存寿命。同时,给出了各加速贮存试验的加速因子; (2)基于多元性能参数退化的维纳过程建立了一种贮存寿命预测的新模型。在该模型中,采用维纳过程来模拟每个特征退化量的一元退化过程,用FrankCopula函数描述特征退化量之间的相关性。利用极大似然估计得到维纳过程的参数,引入kendall’s tau估计出Frank Copula函数的参数,对各应力水平下的参数的估计值进行回归分析,得出各参数对应的转换方程。结合贮存试验得到的数据对新模型进行了验证,结果证明,该模型对晶体管长期贮存寿命的预测效果良好; (3)引入支持向量机(Support Vector Machine, SVM)的方法对晶体管长期贮存寿命进行了评估。将加速试验结果与海洋环境下的现场贮存试验结果相结合,建立训练和回归模型,对晶体管的长期贮存寿命进行了预测。 结果表明,文中提出的用理想因子和势垒高度作为敏感参数对晶体管寿命进行预测、基于多元性能参数退化的维纳过程建立的新模型对晶体管贮存寿命进行预测以及基于支持向量机方法对晶体管贮存寿命进行预测等三种方法对晶体管长期贮存寿命的预测评估是可行的,为电子元器件的可靠性评估提供了新的思路。 最后,论述了温度,湿度,盐雾等海洋环境应力对电子元器件贮存可靠性的影响,给出了提高海洋环境下晶体管长期贮存可靠性的措施和建议。 本文的研究内容为开展海洋环境下的晶体管的贮存可靠性评估提供了必要的研究基础与研究手段,对加速贮存试验的理论研究和可靠性试验数据的统计分析具有一定的参考价值,其关键技术与相关方法也可以推广应用到其它电子元器件的贮存可靠性研究中。
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN32

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杜迎,朱卫良;盐雾对集成电路性能的影响[J];半导体技术;2004年05期
2 陆俭国;骆燕燕;李文华;孟凡斌;王立忠;;航天继电器贮存寿命试验及失效分析[J];电工技术学报;2009年02期
3 李正;宋保维;毛昭勇;;装备贮存可靠性研究工作探讨[J];弹箭与制导学报;2005年S2期
4 杨丹,恩云飞,黄云;电子元器件的贮存可靠性及评价技术[J];电子元件与材料;2005年07期
5 周苏明,吕长堂;由检测数据评定部件和系统的贮存可靠性[J];电子产品可靠性与环境试验;1995年02期
6 罗淑云;非工作贮存期对微电路可靠性的影响[J];电子产品可靠性与环境试验;1996年01期
7 杨家铿;晶体管非工作状态可靠性预计[J];电子产品可靠性与环境试验;1997年02期
8 王宇翔,王国华;电路污染对导弹引信系统贮存失效的影响[J];电子产品可靠性与环境试验;2003年01期
9 吴国华;廖国栋;苏少燕;;我国典型的海洋环境试验基地——西沙试验站[J];电子产品可靠性与环境试验;2005年S1期
10 刘建;恩云飞;黄云;杨丹;;单一失效机理引起的元器件贮存寿命评价方法研究[J];电子产品可靠性与环境试验;2006年04期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 余琼;航天继电器可靠性评价及寿命试验方法的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 高亮;航天电连接器空间环境可靠性试验与评估的研究[D];浙江大学;2012年
3 钱萍;航天电连接器综合应力加速寿命试验与统计分析的研究[D];浙江大学;2010年
4 刘娟;电连接器步进应力加速退化试验技术的研究[D];浙江大学;2013年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尹大鹏;朱协彬;汪海涛;;ATO粉体的制备工艺及其导电性能的研究[J];安徽工程大学学报;2011年02期
2 赵妍卉;石立华;徒有锋;;电磁脉冲易损性分析方法[J];安全与电磁兼容;2011年03期
3 郝风田;赵平;;基于可靠度理论的地铁施工项目风险控制研究[J];地下空间与工程学报;2011年02期
4 卓敬清;李宏建;夏辉;崔昊杨;;金属/多孔硅/硅结构发光器件输运特性的研究[J];半导体光电;2008年04期
5 夏正浩;李炳乾;郑同场;王卫国;张运华;;金属支架0.5W红外发光二极管研究[J];半导体光电;2009年05期
6 李成;李好斯白音;李耀耀;王凯;顾溢;张永刚;;双异质结扩展波长InGaAs PIN光电探测器暗电流研究[J];半导体光电;2009年06期
7 廖乃镘;罗春林;龙飞;向鹏飞;阙蔺兰;李仁豪;;反应离子刻蚀氮化硅过程的损伤研究[J];半导体光电;2010年06期
8 成贵学;蒋晓锋;汤勇奇;张建平;朱文清;邬炯磊;;Weibull分布下基于MAM的白光OLED寿命预测[J];半导体光电;2012年01期
9 莫郁薇;张增照;古文刚;聂国健;李志国;;多芯片组件MCM的失效率预计研究[J];半导体技术;2006年03期
10 顾晓春;吴思汉;;微波pin二极管电阻与温度的关系[J];半导体技术;2008年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李新俊;卢靖;刘雪峰;;盐雾防护技术研究的新进展[A];第五届电子产品防护技术研讨会论文集(续)[C];2006年
2 龚懿;邓林;;电子战可靠性信息管理平台展望[A];中国电子学会可靠性分会第十三届学术年会论文选[C];2006年
3 赵之才;;基于网络的故障信息管理系统[A];中国电子学会可靠性分会第十三届学术年会论文选[C];2006年
4 宋亚男;李新俊;刘雪峰;张乐;;加速寿命试验综述[A];中国电子学会可靠性分会第十三届学术年会论文选[C];2006年
5 章晓文;赵文彬;;Relpro~+可靠性模型参数提取技术研究[A];中国电子学会可靠性分会第十三届学术年会论文选[C];2006年
6 曾臣;贾新章;;集成电路制造工艺的Cpk及6σ水平评价[A];中国电子学会可靠性分会第十三届学术年会论文选[C];2006年
7 林震;杨方燕;胡斌;;某高压电容器加速贮存寿命试验的可行性研究[A];中国电子学会可靠性分会第十三届学术年会论文选[C];2006年
8 齐领;恩云飞;章晓文;;MOSFET亚阈值斜率随温度变化关系研究[A];中国电子学会可靠性分会第十四届学术年会论文选[C];2008年
9 李相;陈胜平;司磊;;W型光子晶体光纤模型概述与滤波特性研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
10 王军威;李国禄;王海斗;徐滨士;;滚动接触疲劳试验机的研究现状[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐晓冰;光伏跟踪系统智能控制方法的研究[D];合肥工业大学;2010年
2 郭文敏;聚乙烯/无机填料复合材料非线性电导特性及机理研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 章闻奇;几种微电子材料的制备、表征与性能研究[D];南京大学;2011年
4 罗航;故障树分析的若干关键问题研究[D];电子科技大学;2011年
5 凌丹;威布尔分布模型及其在机械可靠性中的应用研究[D];电子科技大学;2011年
6 杨媛;高速铁路供电系统RAMS评估的研究[D];北京交通大学;2011年
7 赵旺;MOCVD法制备氧化锌发光器件及薄膜晶体管的研究[D];吉林大学;2011年
8 樊少华;基于模糊理论的数控车床可靠性分配[D];吉林大学;2011年
9 魏领会;数控机床可用性耦合建模及影响度分析[D];吉林大学;2011年
10 张辉;功能性半导体纳米晶组装体系的制备及其可见光响应性能研究[D];大连理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马海全;胶接结构加速试验及寿命可靠性评估技术[D];南昌航空大学;2010年
2 范宇萃;基于时空相关性分析的城市交通模式评价研究[D];山东科技大学;2010年
3 宋国锋;鲍店煤矿副井提升系统可靠性研究[D];山东科技大学;2010年
4 刘俊俊;电连接器贮存可靠性加速寿命试验的研究[D];浙江理工大学;2010年
5 智钢;Zn_xCd_(1-x)S纳米粉体及薄膜的制备和光致发光研究[D];郑州大学;2010年
6 李明亮;碳化硅基热电材料的制备及性能研究[D];郑州大学;2010年
7 王文杰;氧化钛基光电子器件[D];郑州大学;2010年
8 祝超;KrF激光微细加工Al_2O_3陶瓷机理及试验研究[D];大连理工大学;2010年
9 刘秋明;基于解析法的大规模供电系统及电压骤降的可靠性评估[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 曾步辉;船舶电站自动控制系统原理及可靠性分析[D];大连海事大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金玲;GaAs红外发光二极管加速寿命试验[J];半导体光电;1995年01期
2 张建平;基于LSM的红外LED加速寿命试验数据的统计分析[J];半导体光电;2005年02期
3 张瑞霞;徐立生;高兆丰;;半导体器件的贮存寿命[J];半导体技术;2007年03期
4 闫德立;高金环;高兆丰;徐立生;;高亮发光二极管寿命评价[J];半导体技术;2009年10期
5 杨家铿,翁寿松;晶体管非工作期失效率预计[J];半导体学报;1994年08期
6 李长福,夏建中,黄跃德,张肃平;考虑删失数据时弹药贮存可靠性评估方法研究[J];兵工学报;1996年04期
7 张春华,温熙森,陈循;加速寿命试验技术综述[J];兵工学报;2004年04期
8 齐强;毕世华;瞿军;;舰面环境中发射箱的贮存性能研究[J];兵工学报;2006年05期
9 贾志成;许世蒙;胡仲翔;;加工中心寿命分布模型的研究[J];兵工学报;2007年03期
10 骆燕燕;陆俭国;李文华;王立忠;;密封式电磁继电器贮存加速寿命试验方法研究[J];兵工学报;2007年08期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 高亮;航天电连接器空间环境可靠性试验与评估的研究[D];浙江大学;2012年
2 张春华;步降应力加速寿命试验的理论和方法[D];国防科学技术大学;2002年
3 马中发;微电子器件可靠性建模与仿真的逾渗分析方法[D];西安电子科技大学;2005年
4 吴细秀;开关电器触头材料喷溅侵蚀模型研究及其试验[D];华中科技大学;2005年
5 赵建印;基于性能退化数据的可靠性建模与应用研究[D];国防科学技术大学;2005年
6 汪亚顺;仿真基加速试验方案优化设计方法研究[D];国防科学技术大学;2008年
7 钱萍;航天电连接器综合应力加速寿命试验与统计分析的研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘俊俊;电连接器贮存可靠性加速寿命试验的研究[D];浙江理工大学;2010年
2 潘骏;航天电连接器振动可靠性建模与评估[D];浙江大学;2002年
3 魏文;航天电连接器振动可靠性统计分析[D];浙江大学;2002年
4 朱海峰;环境应力作用下航天电连接器可靠性试验方案研究[D];浙江大学;2003年
5 靳哲峰;环境综合应力作用下航天电连接器可靠性分析与建模[D];浙江大学;2003年
6 李奇志;综合应力作用下航天电连接器加速寿命试验的研究[D];浙江大学;2004年
7 崔杰;航天电连接器失效率验证试验方法的研究[D];浙江大学;2004年
8 连文志;航天电连接器综合应力加速寿命试验优化设计的研究[D];浙江大学;2005年
9 杨少华;电子元器件的贮存可靠性研究[D];广东工业大学;2006年
10 冯红艺;航天电连接器综合应力加速寿命试验优化设计与统计分析的研究[D];浙江大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈尔绍;关世荣;;激光在海洋环境计测中的应用[J];应用激光;1981年03期
2 吴亮;姜元军;;海洋环境水下电磁场相关特性分析[J];舰船电子工程;2013年12期
3 刘健;姜晓轶;范湘涛;;海洋环境信息可视化研究进展[J];海洋通报;2014年02期
4 温玉波;;海洋环境观测数据的质量控制研究[J];农业网络信息;2014年02期
5 韩李涛;朱庆;侯澄宇;;构建虚拟海洋环境若干问题探讨[J];海洋通报;2006年04期
6 侯保荣;海洋环境腐蚀规律及控制技术[J];科学与管理;2004年05期
7 刘美健;;基于模型驱动的海洋环境数据平台研究与应用[J];海洋通报;2014年02期
8 许自舟;梁斌;张浩;曲爱国;孙淑艳;马明辉;;基于ArcGIS Server的海洋环境信息服务平台设计与实现[J];海洋环境科学;2013年02期
9 刘明星;邓苏;黄宏斌;;面向海洋环境的装备选优与排序方法[J];现代电子技术;2010年03期
10 吴国华;廖国栋;苏少燕;;我国典型的海洋环境试验基地——西沙试验站[J];电子产品可靠性与环境试验;2005年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙敏;;海洋环境文化建设初探[A];中国海洋学会2007年学术年会论文集(下册)[C];2007年
2 钟锃锴;;国家能源需求的转变对海洋环境安全的影响[A];船舶防污染经济研讨会论文集[C];2002年
3 赵宗金;;海洋环境意识研究纲要[A];2011年中国社会学年会暨第二届海洋社会学论坛论文集[C];2011年
4 张云海;汪东平;谭华;;我国海洋环境综合监测装备与技术发展综述[A];中国海洋学会2013年学术年会第14分会场海洋装备与海洋开发保障技术发展研讨会论文集[C];2013年
5 朱庆;韩李涛;侯澄宇;;虚拟海洋环境的若干问题探讨[A];中国科协2004年学术年会14分会场海洋开发与可持续发展论文汇编[C];2004年
6 侯锐钢;;海洋环境中耐蚀复合材料[A];第五届玻璃钢/复合材料新技术新材料高层论坛论文汇编[C];2013年
7 率鹏;郭帅;曹竞祎;马红旗;周培;;海洋石油环境污染的处理及其防治[A];2013年中国海洋工程技术年会论文集[C];2013年
8 尹年长;;突发性海洋环境事件处理对策的法律分析[A];《中国海洋法学评论》2005年卷第一期A部分[C];2005年
9 陆超华;王渊;冯吉南;;海洋综合管理策略[A];第六届广东海洋湖沼学会、第五届广东海洋学会会员代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编[C];2000年
10 练兴常;;整治陆源污染 净化海洋环境[A];2009中国海洋论坛论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张小青;欧盟出台新策略 确保海洋环境安全[N];中国环境报;2005年
2 通讯员 刘正河;我省将实现海洋环境管理信息化[N];河北经济日报;2007年
3 刘巍;我省三项研究成果挂钩保护海洋环境[N];河北经济日报;2007年
4 郭普科;海洋环境全球瞩目[N];人民日报;2006年
5 记者 孟宪臣 通讯员 宋贤成李宁;保护海洋环境维护共同家园[N];烟台日报;2006年
6 本报记者 王秋蓉;专家指出:保护海洋环境必须以海洋为根据[N];中国海洋报;2007年
7 本报记者 王秋蓉;保护海洋环境任重道远[N];中国海洋报;2009年
8 本报记者 赵建东;保护海洋环境需双管齐下[N];中国海洋报;2012年
9 本报记者 朱彧;多参数监测系统为海洋环境“把脉”[N];中国海洋报;2012年
10 陈伟明;深圳海洋环境状况“东优西劣”[N];中国海洋报;2013年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 贺斌;地震作用下海洋环境码头桩—土动力相互作用分析[D];武汉大学;2004年
2 李海涛;海洋环境信息集成方法研究与新一代MAGIS平台软件开发[D];中国海洋大学;2007年
3 王冰;耐盐粘球菌的社会学行为及其对海洋环境的适应策略[D];山东大学;2006年
4 齐浩淳;海洋环境下晶体管长贮可靠性研究[D];北京工业大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张浩;试论联合国保护海洋环境的现状与发展[D];青岛大学;2008年
2 齐丛飞;我国海洋环境管理制度研究[D];西北农林科技大学;2009年
3 于蓉;我国海洋环境教育体系探讨[D];南京师范大学;2005年
4 滕娜;我国海洋环境伦理规范理论与实践探析[D];大连海事大学;2008年
5 王力荔;大连沿海公众海洋环境意识调查分析[D];大连理工大学;2008年
6 刘科伟;船载散装化学品泄漏对海洋环境与生态损害评估研究[D];大连海事大学;2009年
7 周京星;风险预防原则在海洋环境保护法中的适用[D];大连海事大学;2012年
8 庾婧;青岛市大学生海洋环境意识研究[D];中国海洋大学;2013年
9 王加亮;基于云计算的海洋环境信息可视化平台技术研究[D];中国海洋大学;2013年
10 水玉跃;舟山航道整治工程对海洋环境的影响[D];浙江海洋学院;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026