资源描述：
《固体推进剂老化寿命预估研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、固体推进剂老化寿命预估研究1、相关定义1.1、LED灯寿命的定义及影响寿命的因素分析通常,LEO灯的寿命包含了两大概念:流明衰减和有用时间。流明衰减是发生在灯泡点亮过程中流明输出的减少。无论是白炽灯、卤素灯、荧光灯还是LE。灯,这都测量了这些灯泡在未来散发光数量的减少。2001年12月,IEsNA(北美照明工程学会)颁布了LM一49一01和LM一65一01,分别规定了对白炽灯和单一终端荧光灯寿命测试方法定义的标准。LM一49一01和LM一65一01标准里都规定,用L70来衡量LEO灯流明衰减的寿命,即何时光衰将达到初始值的30%。而采用70%的原因是因为眼睛在光减少30%后就能察
2、觉了。第二个关键性的概念是有用时间。虽然LEO光源相对于传统光源来说似乎是不会”熄灭”的,但前提是有稳定的输入电流。由于LEO灯的驱动是由电子驱动电路控制的,必然牵涉到的是电子元器件的寿命。但由于LEO灯是新兴产业,还没有专门针对LEO的各项完善标准,因此,LEO灯仍然采用了传统光源标准,即LM一49一01和LM一56一01里所规定的B50一一即50%的灯失效来定义LED灯的有用时间。综合上述两点,LEO灯的寿命定义为50%的产品光衰到70%所点亮使用过的时间。现有的LEO灯的整体寿命预估方法还在使用着传统的单一计算法,即以LEO供应商提供的LEO寿命曲线来作为衡量LEO灯的整体
3、寿命预估的唯一基础。但随着LEO灯的设计结构越来越复杂,器件越来越多,这样的寿命预估方法对现有的设计是否还合理,是否还能有效地反应该设计的预期寿命则是需要探讨的。根据前文所介绍的LEO灯的组成结构,LEO灯由LEO光源、散热设计、驱动电路、灯头以及相互之间的连接组成。其中可能对LEO灯的整体寿命产生影响的因素,即影响LE。灯的可靠性的因素应该包括所有会因时间或使用条件的不同而产生性能衰减的器件。在现有的LEO灯的设计里,除了LEO本身之外,还应包含有LEO和pCB板之间的连接即焊点的可靠性、驱动电路中的相关元器件如电阻、电容、电感、集成电路等。下面就将对各部分器件对LEO灯整体寿
4、命的影响分别阐述。3.2焊点与寿命的关系LE。通过焊接固定在pcB板上,多颗LEO即有多个焊点。焊点的作用分机械连接和电气连接,机械连接指用来固定元器件,电气连接指用来传导电信号。焊点的不可靠,就会直接影响机械连接和电气连接的可靠性,尤其是在经过高温后,不可靠的焊点会形成热脆,在经过一定的振动或者机械冲击后,形成焊点脱落,分层造成开路。如果是虚焊的焊点,可能在完整封装是能保持电器性能,但在高温后,虚焊的界面中残留的杂质,虚焊的焊料的焊料界面会形成氧化层,导致开路。如果焊球内有空洞,则焊球的机械支撑力会下降。在长时间的高低温循环后,焊球会塌陷,剪切力将焊球剥离,造成开路。以上种种早
5、期失效,都会影响产品的生命周期。据统计,超过30%的pCB失效来自于互联失效,而造成这种失效的TemPerature55%Humidity19%OUSt6%图3一1原因则主要是机械应力和热应力Vibration20%焊点失效原因分布图,其中又以热应力占据主要作用(如图3一1所示)。/zt、日、R、t)=eXp气一戈石))(3一1)该公式也可转化为t一一一一一p厂一不二一r、石节补、、/一111Li一1’戈L/j(3一2)其中F(t)=1一R(t)(3一3)式中R代表产品的良品率,F代表废品率,t是随机变量,在这里代表时间即寿命,n是比例参数,p是形状参数。在同一模型中,p的值是固
6、定的,在LE。灯的模型中一般取3.78。要引入的另外一个概念是加速因子AF(AcceleratedFactor),加速因子表征的是不同应力间相对的加速程度。假使相同产品,做两种不同应力(加速)条件的试验,其结果可得两个不同的特征寿命。nl设为低应力试验条件,n:设为高应力条件,则nl/n:即为加速因子。AF=卫(s一4)n2下图即为此种加速观念的示意图。在相同产品老化程度下,两种试验的时间显然不同,由图所得Tl八2值即为加速因子。TTTl’.咖Tl一‘。沉旧旧{{{{{一,,!!!老化程度2《以幻4口洲刀6沉目幻翻的伪]O沉陇旧T油.T(玩)图3一2加速老化示意图若加速寿命试验所
7、考虑的环境应力为温度,且失效时间符合指数分布,则可采用Arrhenius模式作为加速寿命试验之分析模式。在Arrhenius之反应速度论模式中,反应速度常数Kr与温度下(绝对温度,单位为开尔文,用K表示)间之关系为EKr=Ae一而(3一5)InK,=几EInA一—(3一6)KT式中K为波尔兹曼常数(二8.623x10一seV/OK),〔为活化能,A为比例常数。将两式叠加,可建立寿命n与温度丁的关系为r。,、1,._EIn月=In[f(件F)]一InK:=In[f(林F)J一InA
