ZHCACT3 june 2023 LMK6C , LMK6D , LMK6H , LMK6P
2 BAW 振蕩器的 MTBF 和時基故障計算
時基故障率為 1 表示在超過 10 億小時的運行中出現(xiàn)一次故障。計算時基故障的一種優(yōu)選方法是使用 HTOL 可靠性數(shù)據(jù)，并使用阿侖尼烏斯方程進行加速，假設(shè) χ2 分布是故障分布隨時間變化的合理近似值。節(jié) 1 中引用的 JESD85 標準文檔用于計算。雖然 JESD85 顯示了由于不同的故障機制而評估時基故障的方法，但對于大多數(shù)現(xiàn)代半導體技術(shù)，鑒定驗收為 0 故障。
進行 HTOL 的樣本數(shù)量因不同的鑒定標準而異。有關(guān)德州儀器 (TI) 提供的 LMK6x BAW 振蕩器，請訪問 www.ti.com，在質(zhì)量、可靠性和封裝信息中了解有關(guān) LMK6x 器件的 HTOL 測試數(shù)據(jù)。在網(wǎng)站中選擇器件型號，以查看或下載該特定器件的可靠性數(shù)據(jù)。根據(jù) LMK6C、LMK6D、LMK6P 和 LMK6H 數(shù)據(jù)，HTOL 的樣本數(shù)量為 7859，測試時長為 1000 小時，故障次數(shù)為零，測試溫度為 125℃。這些數(shù)據(jù)截至編寫本應(yīng)用手冊時有效。有關(guān)最新數(shù)據(jù)，請參閱上述產(chǎn)品頁面鏈接。
LMK6x BAW 振蕩器的時基故障計算的分步過程如下：
第 1 步：計算加速因子 (AF)
使用表 2-1 中的數(shù)據(jù)計算加速因子 (AF)。測量時基故障的常見做法是根據(jù) 0.7eV 的活化能降額至 55°C（工作溫度或使用溫度）。方程式 1 中顯示了用于計算 AF 的公式。
將表 2-1 中的值代入 AF 公式將得出因子 78.6。
| 變量 | 值 |
|---|---|
| 加速測試溫度 (Tstress) | 125 °C |
| 工作或使用溫度 (Tuse) | 55 °C |
| 活化能 (Ea) | 0.7eV |
| 玻爾茲曼常數(shù) (k) | 8.6×10-5eV/K |
第 2 步：計算故障率
計算出加速因子后，下一步就是計算故障率 (FIT)。對于此計算，置信水平為 60%（這是工業(yè)計算的典型值)，并使用表 2-2 中的數(shù)據(jù)。
| 變量 | 值 |
|---|---|
| 樣本數(shù)量 (ss) | 7859 |
| 測試持續(xù)時間 (t) | 1000 小時 |
| 置信水平 (CL) | 60% |
下面是用于計算時基故障率的公式。其中 χ2 是卡方值，f 是故障次數(shù)。
表 2-3 提供了針對不同故障和置信水平（60% 和 90%）的 χ2（卡方）值的快速參考。
| 故障次數(shù) (f) | 置信水平 (60%) | 置信水平 (90%) |
|---|---|---|
| 0 | 1.833 | 4.605 |
| 1 | 4.045 | 7.779 |
| 2 | 6.211 | 10.645 |
| 3 | 8.351 | 13.362 |
在置信水平為 60% 且故障次數(shù)為零時，根據(jù)表 2-3，(f) = 0，χ2 值為 1.833。BAW 振蕩器的 HTOL 數(shù)據(jù)是 7859 個樣本在 125°C 下進行 1000 小時 HTOL 測試期間為 0 次故障，代入方程式 3 后，在 55°C 下的時基故障值計算為 1.5。
如節(jié) 1 中所述，MTBF 值是時基故障值的倒數(shù)，如方程式 5 中所示。
該結(jié)果表明，在本節(jié)中使用的條件下，BAW 振蕩器的故障間隔平均時間約為 6.7 億小時。圖 2-1 顯示了 LMK6x BAW 振蕩器的 TI 在線數(shù)據(jù)快照，該數(shù)據(jù)支持這些結(jié)果。
圖 2-1 LMK6x 在線 MTBF 和時基故障估算值快照要查找圖 2-1 中所示的 MTBF 或時基故障數(shù)據(jù)信息，請參閱 LMK6x 數(shù)據(jù)表文件夾訂購和質(zhì)量選項卡，然后點擊質(zhì)量可靠性和封裝信息列下的查看或下載鏈接。
作為說明如何使用 www.ti.com 上提供的信息的最后一個示例，對于在 35°C 進行操作，時基故障率計算為 0.3，與本節(jié)中使用的條件完全相同。MTBF 為 3.32×109。該結(jié)果表明，BAW 振蕩器在 35℃ 下使用可以無故障運行 33.2 億小時。