GJB Z 299C-2006 电子设备可靠性预计手册.pdf - 第21页
14 GJB/Z299C- 2006 4) 存 储 器。 包 括 双 极 、 MOS 工艺 制 作 的 SRAM 、 DRAM 、 ROM 、 PROM 、 EPROM 、 EEPROM 、 FLASH 、 FI FO 存 储 器 和 电 荷 耦合 ( CC D) 等 器 件 。 5 ) 砷 化 镓 微 波 单 片 集 成 电 路 ( Ga As MMIC) 。 b) 混 合 集 成 电 路 。 c ) 声 表 面 波 器 件 。 各 …
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4.4 元器件质量等级和质量系数
元器件质量直接影响其失效率，不同质量等级对元器件失效率的影响程度以质量系数πQ来表示，
从而，元器件工作失效率模型中的 πQ值取决于元器件的质量等级。
在元器件的标准中一般都规定了元器件在制造、检验及筛选过程中的质量控制水准，按此不同控制
水准组织生产和管理的产品，具有不同的质量档次。于是，产品标准是划分其质量等级的主要依据。此
外，由于一些设备仍需采购按已宣布作废或被替代的标准，或按供需双方确认的技术协议和型号工程附
加质量要求等进行生产的元器件，因而在质量等级及系数表的“质量要求补充说明”栏目中给出相关标
准和技术协议。
据此，在第5章中对各大类元器件，分别列出其质量等级及质量系数表，规定了不同质量等级产品
所遵循的产品标准或其他质量要求。但由于一些高质量等级的标准尚无相应的产品，故其质量系数值暂
空缺。
在使用质量等级表时应注意如下几点：
a) 对已列入军用电子元器件质量认证合格产品目录的产品，若累积维持试验结果表明其可靠性水
平比鉴定试验时提高了一个数量级，则其πQ值可在原来的质量等级中适当减小质量系数值：
b) 按型号工程附加技术条件或附加质量要求，对产品进行更为严格考核试验，其质量系数π可
在原来的质量等级中适当减小质量系数值，一般可降至原πQ值的3/4～1/2;
c) 低档产品指没有完全执行一定的生产标准或无明确的质量控制要求的产品。
4.5 设备中有进口元器件时的可靠性预计
当同一设备中同时采用进口元器件和国产元器件时，需利用第5章或第6章的方法，对国产元器件
进行预计，获得其失效率四；然后用附录A 或其他能够反映进口元器件失效率水平的标准对进口元
器件进行预计，获得其失效率入口；再依据设备的可靠性模型计算其总的失效率。
5 元器件应力分析可靠性预计法
5.1 概述
除微电路(见5.2)外，大多数元器件的工作失效率 预计模型都为基本失效率石与E,Q 等一 系
列π系数相连乘的形式。在元器件种类条文中提供了拓与温度T、电应力比S 的关系模型，并以“T-S”
表和曲线图的形式给出了不同应力下的A 值，以及有关的π系数值。预计时，要求预先分析元器件工
作环境温度T 和电应力比(负荷率)S, 以便用“T-S” 表或曲线图查得九值。在此基础上，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，进而计算元器件的p 以至设备的可
靠性预计值。
5.2 微电路
5.2.1 概述
本条对半导体单片集成电路、混合电路以及声表面器件提供可靠性预计：
a) 半导体单片集成电路，包括：
1)半导体单片数字电路，包括：
①TTL,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、单品硅等各种衬底上采用NMOS,PMOS、
MNOS,CMOS、HCMOS,HCTMOS,FCTMOS、ACTMOS 等 MOS 工艺制作的数
字电路；
③PLA 、PAL、PLD、FP GA 等可编程逻辑器件。
2)半导体单片模拟电路。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。
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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。
c) 声表面波器件。
各类微电路复杂程度的表征：
半导体单片数字电路、PLA、PAL、PLD 和 FPGA, 以门数表示它们的复杂程度：微处理器(CPU) 、
DSP、微控制器以晶体管数表示它们的复杂程度；单片模拟电路以晶体管数表示它们的复杂程度；存储
器以位数表示它们的复杂程度，砷化镓微波单片集成电路以晶体管数表示它们的复杂度。
在本条中，门是指：与、或、与非、与或、或非、异或和反相等逻辑功能中的任何一种。如果没有
逻辑图，则采用下式通过电路的晶体管数来确定其门数：
双极型电路：门数=晶体管数/3;
CMOS 电路：门数=品体管数/3.75;
其 他MOS 电路：门数=品体管数/3;
J-K 或 R-S 触发器等效于8个门， T 或 D 型触发器等效于6个门。
5.2.2 半导体单片集成电路
各类电路工作失效率预计模型见表5.2.2-1.
表5.2.2-1半导体单片集成电路的工作失效率模型
类 别
工作失效率预计模型
单片数字电路
Ap=xQ[Ciπv+(C₂+C)E]nL
单片模拟电路
λp=πQ[CTπy+(C₂+C)E]πL
微处理器
Ap=πQ[CTπy+(C₂+C;)e]L
存
储
器
SR A M 、 D R A M 、 R O M , F I FO 及 CC D
p=zQ[Grπv+(C₂+C)πE]L
PROM
p=zQ[CTπVtpr+(C₂+C₃)πE]aL
UVEPROM,EEPROM,FLASH
Ap=xQ[CTVtcYc+(C₂+C)zeln
砷化镓微波单片集成电路(GaAs MMIC)
Ap=xq[CITAp+CGmElL
Ap—工作失效率，10
⁶
h;
E——环境系数，见表5.2.2-2;
Q——质量系数，见表5.2.2-3;
L——成熟系数，见表5.2.2-4;
——温度应力系数，见表5.2.2-6至表5.2.2-13。其值取决于电路的工艺和电路的结温T。
T,为电路处于最恶劣状态时的结温，℃,可用式(5.2.2-1)计算。
I=Tc+Rag-aP… …(5.2.2-1)
式 中 ；
Tc——管壳温度，℃,若不能确定，可参考表5.2.2-5a)所给出的值；
Rag-——结到管壳的热阻，℃/W,若不能确定，可参考表5.2.2-5b)所列的值；
P——系统处于最恶劣状态时，电路所承受的功率，W,如功率值未知，则采用相应电路规范的最大
功耗：
——电压应力系数，见表5.2.2-14至表5.2.2-15;
其Pr——PROM电路的可编程工艺系数，见表5.2.2-16;
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表5.2.2-1(续)
类 别
工作失效率预计模型
Mere——EEPROM、FLASH电路的读)写循环率系数，见表5.2.2-29:
C
₁
及C
₂
——电路复杂度失效率，见表5.2.2-17至表5.2.2-28;
C—封装复杂度失效率，见表5.2.2-30;
A——GaAs MMIC应用系数，见表5.2.2-31;
即——GaAs MMIC工艺系数，见表5.2.2-32.
表5.2.2-2 环境系数 πE
环境
Gg
Gs
GFi
Gp
Gn
Ge
Mp
NsB
Ns1
E
1.0
1.5
2.4
6.5
6.3
11
6.8
7.5
4.5
环境
Ns
Nu
AF
Aur
Ac
Auc
Agw
S
M
M
E
10
14
15
20
10
13
19
1.2
32
15
表5.2.2-3半导体单片集成电路质量等级与质量系数πQ
质量等级
质量要求说明
质量要求补充说明
o
A
A₁
符合GJB 597A,且列入军用电子元器件合格
产品目录(QPL)的S级产品
符合GJB 597-1988且列入军用电子
元器件合格产品目录(QPL)的S级产品
一
A
₂
符合GJB 597A,且列入军用电子元器件合格
产品目录(QPL)的B级产品
符合GJB 597-1988且列入军用电子
元器件合格产品目录(QPL)的B级产品
0.08
A
₃
符合GJB 597A,且列入军用电子元器件合
格产品目录(QPL)的BI级产品
符合GJB 597-1988且列入军用电子
元器件合格产品目录(QPL)的B1级产品
0.13
A₄
符合GB/T 4589.1的Ⅲ类产品，或经中国电
子元器件质量认证委员会认证合格的Ⅱ类产品
按QZJ 840614~840615“七专”技术
条件组织生产的I、I₃类产品
符合*SJ 331的I,IA类产品
0.25
B
B₁
按军用标准的筛选要求进行筛选的B₂质量
等级产品
符合GB/T4589.1的Ⅱ类产品
按“七九O五”七专质量控制技术协
议组织生产的产品
符合*SJ 331的Ⅱ类产品
0.50
B
₂
符合GB/T 4589.1的I类产品
符合+SJ 331的Ⅲ类产品
1.0
C
C:
一
符合*SJ 331的IV类产品
3.0
C
₂
低档产品
10
表5.2.2-4 成熟系数 πL
成熟程度
符合相应的标准或技术条件，
已稳定生产的产品
质量尚未稳定的产品
试制品或新投产的初批次产品：设计或工艺上有
重大变更；长期中断生产或生产线有重大变化
IL
1.0
3.0
10
表5.2.2-5a) 半导体集成电路管壳温度的参考值
环境
GB
GMs
Gg
Gg
Gm
GMe
Mp
NsB
Ns1
Te/℃
35
35
45
45
60
65
45
50
45
环境
Ns2
Nu
AF
AuF
Ac
Auc
Agw
Sp
M
MF
Tc/C
50
75
60
80
60
80
60
35
60
60