GJB Z 299C-2006 电子设备可靠性预计手册.pdf - 第118页
216 GJB/Z299C-200 6 MNOS 、 CMOS 、 HCMOS 、 HCTMOS 、 FCTMOS 、 ACTMOS 等 MOS 工艺制作的数 字电 路； ③ PLA 、 PAL 、 PLD 、 FPGA 等可编程逻辑器件。 2) 半 导 体 单 片 模 拟 集 成 电 路 。 包 括 双 极 、 MOS、 B iCMOS 模拟 电 路 。 3 ) 微 处 理 器 。 包 括 CPU 、 数 字 信 号 处 理 器 ( …
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附 录 A
(资料性附录)
采用进口电子元器件的电子设备可靠性预计
A.1 概述
A.1.1 主题内容
目前，国产电子设备采用了部分进口电子元器件，由于国产电子设备在设计、工艺、质量控制、考
核试验等方面与国外相比有不少的差异，因此，需要有适用于国产电子设备中进口电子元器件的可靠性
预计方法。本附录是在分析了多种国外电子设备可靠性预计手册，统计了大量进口电子元器件在国产电
子设备上的使用数据后编制而成的。
本附录为国产电子设备和系统可靠性预计提供了进口电子元器件的可靠性预计方法。
A.1.2 适用范围
本附录适用于进口电子元器件在国产电子设备中使用时的可靠性预计。由于它充分考虑了进口电子
元器件在国产电子设备使用实际的可靠性水平，它将比直接采用国外手册的可靠性预计结果更为切合我
国实际，且更简便易行。
本附录所提供的电子元器件失效率数据仅适用于在正常工作条件下工作的电子设备可靠性预计；凡
过应力使用，超过基本失效率表所列值的任何外推(如超过规定的温度范围，或电应力比大于1或等于
0)都是无效的。
本附录中表面贴装元器件的基本失效率预计与传统封装工艺元器件的失效率预计一致，除非有特别
指明不同封装形式的差别时，可依据不同封装进行预计。
A.1.3 元器件质量等级
元器件质量等级是指元器件装机使用之前，在制造、检验及筛选过程中其质量的控制等级。详细说
明见各类元器件的质量系数πQ 表 ，
A.1.4 采用进口电子元器件的电子设备可靠性预计方法
当同一设备中同时采用进口电子元器件和国产电子元器件时，需用本指导性技术文件对国产电子元
器件进行预计，获得其失效率λ ;然后用本附录对进口元器件进行预计，获得其失效率λ口，再依据
电子设备的可靠性模型计算其总的失效率。
A.2 进口电子元器件的可靠性预计
A.2.1 概述
除微电路(见A.2.2.2) 外，多数进口电子元器件的工作失效率预计模型都为石与 πQ、πE等一系列π
系数相连乘法的形式，在元器件种类条文中提供了高值和有关的π系数值。预计时，首先根据元器件
的信息查得本值，然后根据所确定的设备工作环境类别和元器件质量等级等，查其相应的π系数值，
进而计算元器件工作失效率 p
A.2.2 微电路
A.2.2.1 概述
本条对半导体单片集成电路和混合集成电路两大类微电路提供可靠性预计：
a) 半导体单片集成电路，包括：
1) 半导体单片数字集成电路。
①TIL、ASTTL、ALSTTL、LSTTL、HTTL、FTTL、ECL、ⅢL 等双极工艺制作的数字
电 路 ；
②MOS 数字集成电路。包括在蓝宝石、多晶硅、单晶硅等各种衬底上采用NMOS、PMOS、
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MNOS、CMOS、HCMOS、HCTMOS、FCTMOS、ACTMOS 等MOS 工艺制作的数
字电路；
③PLA、PAL、PLD、FPGA 等可编程逻辑器件。
2)半导体单片模拟集成电路。包括双极、MOS、BiCMOS 模拟电路。
3)微处理器。包括CPU、数字信号处理器(DSP) 、微控制器。
4)存储器。包括双极、MOS 工艺制作的SRAM、DRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、
FLASH 、FIFO 存储器和电荷耦合(CCD) 等器件。
5)砷化镓微波单片集成电路(GaAs MMIC).
b) 混合集成电路。
A.2.2.2 半导体单片集成电路
半导体单片集成电路的工作失效率预计模型见式(A.2.2.2-1)。
Ap=(Cπr+C₂πE)πQ……………………………(A.2.2.2-1)
式中：
p— 工 作 失 效 率 ， 1 0
⁻
h;
E——环境系数，见表A.2.2.2-1;
πQ——质量系数，见表A.2.2.2-2;
C₁——电路复杂度失效率，10
⁻⁶
/h, 见 表A.2.2.2-3～ 表A.2.2.2-10:
π——温度应力系数，其值由表A.2.2.2-12～表 A.2.2.2-15 确定；
C₂——封装复杂度失效率，见表A.2.2.2-19。
砷化镓微波单片集成电路(GaAs MMIC)工作失效率预计模型见式(A.2.2.2-2)。
λp=(C₁πTTpTπA+C₂πE)πo………………… …………(A.2.2.2-2)
式中：
λp——工 作失效率，10⁻⁶/h;
πE——环境系数，见表A.2.2.2-1;
πQ——质量系数，见表A.2.2.2-2;
C—— 电路复杂度失效率，见表A.2.2.2-11;
——温度应力系数，其值由表A.2.2.2-16 定 ，T₃ 为结温；
πp——GaAs MMIC芯片工艺系数，见表A.2.2.2-17;
πA—GaAs MMIC应用系数，见表A.2.2.2-18;
C₂— 封装复杂度失效率，见表A.2.2.2-19.
表A.2.2.2-1环境系数πE
环境
Gg
Gus
Gn
Gr
₂
GM1
GMa2
Mp
NsB
Nst
E
1.0
1.2
1.8
4.2
4.1
7.0
4.6
4.5
3.0
环境
Ns
Nu
AR
AuF
Ac
Auc
Agw
Sg
M
Mp
E
6.0
10
9.5
13
5.8
10
11
1.0
18
9.0
表A.2.2.2-2质量系数πo
质量等级
说 明
TQ
S
符合军用集成电路制造总规范(性能规范),且列入制造国军用电子元器件合格产品目录(QPL)
或军用电子元器件合格制造商目录(QML),并备有标准军用图纸号或详细规范号的宇航级产品
0.25
B
符合军用集成电路制造总规范(性能规范),且列入制造国军用电子元器件合格产品目录(QPL)
或军用电子元器件合格制造商目录(QML),并备有标准军用图纸号或详细规范号的军级产品
1.0
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表A.2.2.2-2 (续)
质量等级
说 明
Q
B-1
符合军用集成电路制造总规范(性能规范),且列入制造国军用电子元器件合格制造商目录
(QML),并备有标准军用图纸号的非塑料封装的其他质量等级的产品
2
B-2
符合军用集成电路制造总规范(性能规范),且列入军用电子元器件合格制造商目录(QML),
并备有标准军用图纸号的塑料封装的产品
制造商按照军用微电路试验方法标准中相关规定要求组织生产的非军级产品
工作温度范围达到-55℃~125℃或覆盖此范围的更宽温度范围的产品
2.5
B-3
按照军用集成电路制造总规范(性能规范)、军用微电路试验方法标准中的试验要求进行筛选的
C-1级产品
4
C-1
按照制造商规定的生产和试验流程制造和试验的工业级产品。工业级产品为符合下列质量要求
的产品：
(a)已经采取了保证元器件设计和制造工艺质量的步骤；
(b)具备有效的反馈和纠正措施大纲，能够很快确定并解决制造及现场出现的问题；
(c)采购规范必须明确重要的性能(电性能、机械性能、热性能和环境性能)及其可接受的批控制
质量水平(例如：AQLs、DPMs等);
(d)产品及产品制造商必须认证并且标明在合格清单中；
(e)生产批有足够的AQLs/DPMs,保证产品质量一致性。
6
C-2
其他民用或未知筛选等级的产品
10
表A.2.2.2-3单片数字集成电路复杂度失效率C
₁
单位为10
⁻⁶
/h
门 数 N₆
双极
MOS
50
0.0098
0.0021
100
0.0118
0.0024
200
0.0141
0.0027
300
0.0157
0.0029
400
0.0169
0.0031
500
0.0180
0.0032
600
0.0188
0.0033
700
0.0196
0.0034
800
0.0203
0.0035
900
0.0210
0.0036
1000
0.0215
0.0037
3000
0.0287
0.0045
5000
0.0328
0.0050
7000
0.0359
0.0053
9000
0.0383
0.0056
10000
0.0394
0.0057
20000
0.0472
0.0065
30000
0.0525
0.0070
40000
0.0566
0.0074
50000
0.0600
0.0077
60000
0.0629
0.0080
80000
一
0.0085
100000
0.0088