基于失效物理的电路板组件寿命估计

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1、中图分类号：TB114.3论 文 编 号 ：10006SY0914106硕 士 学 位 论 文基于失效物理的电路板组件寿命估计作者姓名学科专业仇志杰控制科学与工程指导教师谢劲松副教授培养院系可靠性与系统工程学院Life Evaluation of PCBABased on Physics of Failure MethodA Dissertation Submitted for the Degree of MasterCandidate：Qiu ZhijieSupervisor：Prof. Xie JinsongSchool of Reliability and S

2、ystem EngineeringBeihang University, Beijing, China中图分类号：TB114.3论 文 编 号 ：10006SY0914106硕士学位论文基于失效物理的电路板组件寿命估计作者姓名仇志杰申请学位级别 工学硕士指导教师姓名谢劲松职称副教授学科专业学习时间自论文提交日期控制科学与工程2009 年 9 月 1 日2011 年 12 月 2 日研究方向起至论文答辩日期元器件可靠性工程2012 年 1 月 30 日止2011 年 12 月 14 日学位授予单位北京航空航天大学学位授予日期年月日关于学位

3、论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得北京航空航天大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权书本人完全同意北京航空航天大学有权使用本学位论文（包括但不限于其印刷版和电子版），使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规

4、定向国家有关部门（机构）送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：年年月月日日北京航空航天大学硕士学位论文摘要电子产品具有结构复杂、使用环境多变等特点，因此对其进行寿命估计具有一定难度。基于失效物理的电子产品寿命估计方法与加速试验、手册预计等方法相比具有节省费用、分析全面等优势，因此成为在寿命估计研究中重点的研究方向。本论文在构建整个分析流程的基础上，旨在

5、解决使用失效物理方法对板级产品进行寿命估计的具有可操作性的技术细节问题。首先，本文对基于失效物理对电路板组件进行寿命估计的流程和步骤进行了研究，对于每一步骤的工作内容、输入输出信息进行了限定。对于寿命周期环境载荷的量化类型和量化方法进行了研究，并相应地说明其基于失效物理方法需求的量化形式。尤其是给出了在进行量化过程中，可能的历史环境数据的来源和获取方式，增强了方法的可操作性。同时对电子产品部分失效机理及模型进行了研究，主要研究了常用的铝电解电容和 GaAs 微波器件的失效过程，确定其主要失效机理，推导并给出用以对寿命进行量化估计的性能退化和寿命模型。最后，以某型电子部件延寿

6、为背景，选取其中的 XX 板为分析对象，依据上述分析流程，对该对象的全寿命周期环境载荷状况进行了量化描述，分析了其器件组成和潜在的失效机理及模型。建立了 PCBA 的有限元模型并仿真分析了其在工作状况下的局部载荷。最终给出了电路板组件系统寿命的估计值、薄弱器件及影响机理。本文通过案例研究，明确了板级电子产品在使用失效物理方法进行寿命估计过程中的技术细节问题，为使失效物理方法更加具备工程实际应用的价值提供了实践积累。关键词：失效物理，电路板组件，寿命估计I摘要AbstractElectronic products have complex structure and vari

7、able operating environment. So it isdifficult to estimate its lifetime. The method based on Physics of Failure (PoF) is cost savingand cmprehensive analysis compared with other methods such as accelerated life test andpredicting manual. So the PoF method is a