电子产品老化时间的简便计算方法及程序

元器件的寿命一般是多长时间如何计算元器件的寿
命
电子元器件在被用于组装成各类电子设备而实际应用于市场时，需要面对外部各种应激反应。

例如，电子设备掉落时引起的物理应变，冷热温差引起的热应变，通电时的电应变等。

以这些外部应变为诱因，在产品使用时，有电子元器件发生故障的案例。

因此，村田从各电子元器件的设计阶段开始，研究外部应变与故障发生的机理，并反馈至电子元器件的可靠性设计中。

同时，通过把握外部应变的强度与故障发生的时间•概率之间的关系，确立”外部应变与故障发生的加速模型”，以便在更短的试验时间内可对电子元器件的耐用年数进行评价。

作为加速模型的具体案例，针对多层陶瓷电容器的耐用年数的温度•电压加速性进行说明。

一般情况下，多层陶瓷电容器由电绝缘体（电介质）构成，对于连续通电，具有高度可靠性。

例如，安装在汽车发动机附近的控制模块，在使用时，周围环境的温度会随之升高。

图1所示即为在这样的高温环境下通电时，电容器使用的陶瓷材料内部状态。

在陶瓷材料内部含量极少的原子等级的电荷缺陷会从+极（正极）向-极（负极）移动。

以钛酸钡为代表的电陶瓷，在进行烧制工艺时，结晶构造内部包含了极少量的原子级缺陷（称为氧空位），其可通过外部施加的电压缓慢移动，不久便会累积在-极附近，最终可能会破坏陶瓷绝缘性。

芯片寿命老化计算公式表 Excel一、概述在电子产品开发和生产过程中，芯片的寿命老化是一个重要的技术指标。

为了更好地预测芯片的寿命老化，需要建立相应的计算公式表，利用Excel等工具进行计算和分析。

本文将介绍芯片寿命老化计算公式表的建立及在Excel中的应用。

二、芯片寿命老化计算公式表的建立1. 确定影响芯片寿命老化的关键因素在建立芯片寿命老化计算公式表时，首先需要确定影响芯片寿命老化的关键因素。

这些因素可能包括温度、电压、频率等。

2. 收集相关数据收集与这些关键因素相关的芯片老化寿命数据，包括不同操作条件下的寿命测试数据。

3. 建立计算公式表利用收集到的数据，可以通过统计分析和数学建模等方法，建立芯片寿命老化的计算公式表。

这个计算公式表可以包括各种操作条件下的寿命老化数据及相关的公式计算方法。

三、 Excel中的应用1. 数据录入将收集到的芯片老化寿命数据录入Excel中的工作表中，按照不同的操作条件进行分类和整理。

2. 公式计算利用Excel的函数和公式功能，可以很方便地对录入的数据进行计算。

根据建立的芯片寿命老化计算公式表，可以在Excel中应用相应的公式，计算各种操作条件下的芯片寿命老化数据。

3. 数据分析利用Excel的图表和数据分析功能，可以对计算得到的芯片老化数据进行可视化和分析。

可以绘制折线图、柱状图等形式的图表，直观地展示芯片寿命老化数据随操作条件的变化趋势。

四、实际案例分析以某型号芯片为例，利用以上的方法建立了芯片寿命老化计算公式表，并在Excel中进行了相应的应用和分析。

通过具体的实际案例分析，可以进一步说明芯片寿命老化计算公式表的建立及在Excel中的应用方法和效果。

五、总结芯片寿命老化计算公式表的建立及在Excel中的应用，对于芯片寿命预测和产品设计具有重要的意义。

通过建立合理的计算公式表，可以更准确地预测芯片在不同操作条件下的寿命老化情况，为产品的设计和使用提供更为科学的依据。

Af = ( [RHt /RHu] p ) × e(Ea/K)× (1/Tu - 1/Tt)MTBF=(N *T*Af)/RRHt——试验湿度*注:R为泊松分布期望值；N为试验样品数；T 为试验时间，单位为小时；Af为试验加速系数RHu——使用湿度Tu——使用温度（K）Tt——试验温度（K）p ——指数，典型的数值为2.66；2~3Ea ——活化能，对电子设0.67K ——Boltzman 波尔兹曼常数 =8.617×10-*注:推算年份与对应失效率含义为，产品使用t 年后的失效率已知加速系数求按使用环境条件25℃/60%RH 来算的话，加速系数大概是200，就是试验一小时对应实际使用200小时。

不过评估的时候参考的是转化出来已知累计失效率和统计年份，倒推实验数量和试验时间，*试验失效数设置为0，置信度水指数分布时的可靠度t=2.302*(lg （1/r）)/λ可靠度r=0.9失效率λ0.09年失效率t= 1.17037t时产品的可靠度为90%失效率t为失效率推算时间，与MTBF 单位相同123456784.7439 6.29587.75399.153610.513311.842413.148114.43463.88985.32236.68087.99369.274910.532211.770912.9947加速系数失效数R系数90%R系数95%200.222.30262.9958MTBF=小时1470326.05小时年167.85年推算年份失效率失效率105.78%t为失效率推算时间，与MTBF单位相加速系数失效数R系数90%R系数95%200.222.30262.9958期望值R（泊松分布）MTBF计算（95%置信度）MTBF(h）=已知平均年化失效率，倒推实验数量和试验时间，*试验失效数设置为0，置信度水。

2023年电子产品老化安全操作规程第一章总则第一条根据2023年电子产品老化安全管理法规，为了保障电子产品老化过程中的安全和顺利进行，制定本规程。

第二条本规程适用于所有涉及电子产品老化的企事业单位，包括生产、销售、使用电子产品的各个环节。

第三条本规程的目的是通过规范操作流程，确保电子产品在老化过程中的安全性和可靠性，减少事故和损失的发生。

第二章安全操作要求第四条安全操作要求包括以下几个方面：（一）人员安全: 所有从事电子产品老化的人员必须经过专门的培训和资质认证，熟悉本规程的要求和操作流程。

必须穿戴防护装备，如防静电衣物、护目镜等。

严禁在老化过程中穿戴金属饰品，禁止吸烟、食物和饮料进入老化区域。

（二）设备安全: 所有电子产品老化设备必须符合国家有关标准和规范，定期进行检查和维护。

使用过程中要定期清理设备周围的堆积物和灰尘，保持设备正常运行。

（三）环境安全: 电子产品老化区域必须保持干燥、通风良好，温度和湿度要控制在规定的范围内。

禁止在老化区域使用可燃物品和易燃气体，禁止存在明火和电子产品老化区域附近禁止存放易燃液体。

（四）电源安全: 所有老化设备的电源必须符合国家安全标准，使用过程中要定期检查电源线和插头是否正常，防止漏电和火灾风险。

（五）应急措施: 每个电子产品老化区域要配备火灾报警器、灭火器等消防设备，并定期进行演练和检查。

遇到突发情况，人员应立即按照应急计划行动，保障人员安全并通知有关部门。

第三章电子产品老化过程管理第五条电子产品老化过程必须有合理的计划和流程，包括以下几个方面：（一）老化时间: 根据不同电子产品的特性和要求，制定合理的老化时间和周期，确保老化效果和可靠性评估的准确性。

（二）老化温度与湿度: 根据电子产品的规格和要求，设定合适的老化温度和湿度范围，以确保老化过程中的可靠性和稳定性。

（三）老化负荷与电源: 根据电子产品的功率和负荷要求，配置合适的老化负荷设备和电源，确保老化过程中的电能稳定供应。

寿命老化补偿算法
寿命老化补偿算法是一种用于预测和补偿设备或系统寿命老化的算法。

这种算法通常基于对设备或系统的历史数据和性能退化模式的分析，以预测未来的性能退化趋势，并采取适当的措施来补偿或缓解老化效应。

以下是寿命老化补偿算法的一般步骤：
1. 数据收集：收集设备或系统的历史数据，包括使用情况、运行时间、故障记录等。

这些数据可以帮助了解设备的性能退化模式和老化速率。

2. 性能退化分析：分析历史数据，了解设备或系统的性能退化趋势。

这可以通过绘制性能退化曲线、计算性能退化速率等方式实现。

3. 预测未来性能：基于性能退化分析的结果，使用适当的预测模型（如回归分析、时间序列分析等）预测设备或系统未来的性能。

4. 制定补偿措施：根据预测结果，制定适当的补偿措施来缓解或减缓性能退化。

这些措施可能包括调整设备参数、更换磨损部件、加强维护等。

5. 实施补偿措施：将制定的补偿措施应用于设备或系统，以实现寿命老化补偿。

6. 监测和调整：在实施补偿措施后，持续监测设备或系统的性能，并根据实际结果进行调整。

这有助于确保算法的有效性和准确性。

寿命老化补偿算法的应用范围广泛，可以用于各种设备和系统，如机械、电子、航空航天等。

通过有效地预测和补偿寿命老化，可以提高设备的可靠性和使用寿命，降低维护成本，提高生产效率。

大功率LED 寿命推算我们通常以光通量衰减作为LED 失效的判据，目前LED 行业内，大家基本上是以光通量衰减到初始值的70%时的工作时间作为LED 的平均工作寿命。

LED 的寿命是由其结温决定的，而结温又受LED 工作条件的影响。

所以通常我们说LED 的寿命是指某一工作条件下的工作寿命，可以通过如下公式计算：)exp(0t P P t β−=（1）式中P 0为初始光通量，P t 是LED 工作时间t 之后的光通量，β是某一工作条件下的衰退系数。

实际操作时，我们是通过老化测试来推算LED 产品的寿命的，假设在某个老化条件下老化时间t 后，LED 的光通量下降到P t ，则根据式（1）经过一些数学推导，我们可以得到该老化条件下（工作条件下）LED 的寿命L 70%：tP P L t •=)/ln(7.0ln 0%70（2）式中初始光通量P 0可由仪器测得，P t 和t 可由实验数据获得。

这样只要已知某一老化条件下的老化数据，就可以推算出该条件下LED 的寿命。

要得到LED 不同结温下的寿命，我们首先要了解衰退系数β与LED 结温T j 的关系：)/exp(0j a F kT E I −=ββ（3）式中β0为常数，E a 为激活能，k 为波耳兹曼常数(8.62×10-5ev )，I F 为工作电流，T j 为结温。

现在如果已知工作条件1（结温T j1）下的老化实验数据：老化时间t 1后光通量为P t1，以及工作条件2（结温T j2）下的老化数据：老化时间t 2后光通量为P t2，根据（2）式可以得到结温T j1下的寿命L 1和结温T j2下的寿命L 2：10111)/ln(7.0ln t P P L t •=20222)/ln(7.0ln t P P L t •=（4）然后结合（2）、（3）、（4）式，经过一系列数学推导可以得到该LED 产品的寿命L 70%与其结温T j 的关系式：111211221%70)}/1/1(/1/1)]/()ln[(exp{L T T T T I L I L I I L j j j j F F F F •−−•=（5）式中1F I 、2F I 、F I 分别为对应工作条件下LED 的工作电流，对（5）式做一些简化可得：（6）其中（7）当各个工作条件下的工作电流相同时，（7）式可简化为：（8）综上所述，已知一个工作条件（一个结温）下的老化数据，我们可以得到LED在该工作条件下的寿命（（2）式），已知两个工作条件（两个结温）下的老化数据，我们可以得到LED 任何结温下的工作寿命（（6）、（7）式）。

1.0目的为提高产品可靠度，消除残余应力和参与溶剂等物质，模拟环境，以鉴别和剔除产品工艺和元器件引起的早期故障，确保整机质量和期望寿命。

同时为了防止质量、安全事故的发生，特制定本规范。

2.0 范围适用于公司自行设计开发生产的成品、半成品及主要模块的老化过程和操作规则。

以下情况需进行老化作业：新产品试产、主要部件更换、所有出货产品。

3.0 职责老化专员负责老化产品的放入与取出，老化过程监控以及产品老化的记录。

4.0作业内容4.1 老化操作规范4.1.1 老化职责负责老化产品的放入与取出，老化过程监控以及产品老化的记录。

4.1.2 老化要求高温老化：环境温度为45℃±5℃，老化时间暂定为48小时；若因客观原因需减少老化时间，必须提交老化时间更改申请表，注明原因并提交上级部门同意后方可。

凡是经过更换器件重新焊接的都需要重新老化48小时；若只是更换器件但不需要重新焊接的，只需要重新老化2小时即可。

常温老化：在常温的环境中，对机子做100%的老化，一般老化时间在4-8小时，老化过程中要做充放电、录像等操作。

老化过程中，一点要记录好老化报表，有不良品，要及时向产线负责人或PE汇报情况，让其分析原因。

4.2操作步骤4.2.1、将初次调测合格的产品使用周转车或其它工具推入老化房放入指定区域内。

4.2.2、连接前确认老化房相关电源开关均处于开启状态，依据产品供电要求连接电源线以及负载。

4.2.3、逐一开启老化产品的电源开关，观看电源指示灯及运行信号灯是否正常，有误则查找原因并解决故障。

4.2.4、老化作业人员应在产品开始老化后登记老化开始时间，每间隔2小时左右巡视一次老化房，检查产品是否存在异常，老化房的环境温度是否异常。

若有产品在老化中损坏，需及时断电送修。

4.2.5、产品老化时间达到后，老化人员逐一观察本老化产品的电源指示灯及运行信号灯是否正常，关闭老化产品供电电源。

将产品运出老化房并登记产品结束老化时间，进入产品复测。

M T B F寿命计算公式寿命计算公式1.1 MTBF（平均间隔失效时间）预估1.1.1概述MTBF之计算系依据军用手册MIL-HDBK-217F“电子设备之可靠性预估”来进行，此部份涵盖了电子零件实际的应力关系、失效率。

MIL-HDBK-217的基本版本将保持不变，只有失效率的资料会更新。

在评估过程之前，应确定各元器件的相关特性（如基本失效率、质量等级，环境等级等等）。

1.1.2定义“MTBF”的解释为“平均间隔失效时间”而MTBF是由MIL-HDBK-217E.F计算，以25℃环境温度为参考温度。

1.1.3电解电容寿命预测Rubycon品牌的电解电容的寿命计算公式L X＝Lr×2[(To-Tx)/10]×2(ΔTs/Ao-ΔTj/A)，L X：预测寿命（Hr），Lr：制造商承诺的在最高工作温度（To）及额定纹波电流（Io）下的寿命，To：最高工作温度—105℃或85℃，Tx：实际外壳温度（℃），ΔTs：额定纹波电流（Io）下的电解电容中心温升（℃），ΔTj：实际纹波电流（Ix）下的电解电容中心温升（℃），A： A＝10－0.25×ΔTj，（0≤ΔTj≤20）Ao：Ao＝10－0.25×ΔTs，其中ΔTs＝α×ΔTco＝α×Io2×R/（β×S），ΔTj＝α×ΔTcx＝α×Ix2×R/（β×S），ΔTco：额定纹波电流（Io）下的电解电容外壳温升（℃），ΔTcx：实际纹波电流（Ix）下的电解电容外壳温升（℃），α：电解电容中心温升与外壳温升的比例系数，Ix：纹波电流的实际测量值（Arms），Io：额定的纹波电流值（Arms），R：电解电容的等效串连阻抗（Ω），S：电解电容的表面积（cm2），S=πD×（D＋4L）/4，β：热辐射常数，一般取β＝2.3×10-3×S-0.2，D：电解电容的截面积的直径（cm），L：电解电容的高度（cm），nichicon品牌的电解电容的寿命计算公式L X＝Lr×2[(To-Tx)/10]×21-(Ix/Io)2/K，K：温升加速系数，＝10－6×（Tx－75℃）/30 （Tx≤75℃时，K 值取10）其余字符的表达含意同上。

整机老化操作规程整机老化操作规程一、目的整机老化是指将已组装好的电子产品放置在一定的温度和湿度条件下连续工作一段时间，以模拟实际使用环境，检测产品在长时间工作过程中是否存在不稳定、故障等问题，为产品的质量控制和改进提供数据依据。

本操作规程旨在规范整机老化操作过程，确保测试结果的准确性和可靠性。

二、设备和材料1. 整机老化室：具备恒定温度和湿度控制功能的房间，温度范围为50℃~70℃，湿度范围为20%~90%RH。

2. 电源和电源线：用于提供电能给待测试的电子产品。

3. 监测仪器：包括温湿度计、电压表、电流表等，用于监测整机老化过程中的温度、湿度、电压、电流等参数。

4. 技术资料：包括整机老化参数表、故障判定标准、产品规格书等。

三、操作步骤1. 准备工作（1）将待测试的电子产品按照规定的布局摆放在整机老化室内，避免相互遮挡，确保散热良好。

（2）接好电源线，将电源连接到电子产品上。

（3）将温湿度计放置在整机老化室内，确保能够准确记录整机老化过程中的温湿度变化。

（4）检查整机老化室的温湿度控制设备是否正常运行，确保温湿度能够在设定值范围内稳定控制。

2. 启动整机老化（1）将整机老化室设定的温度和湿度控制参数调至所需数值，并等待一段时间使整机老化室内的温湿度达到设定值。

（2）打开电源，启动电子产品的工作状态。

确保电子产品正常工作，并记录各项参数如电压、电流，并定时记录整机老化室内的温湿度数据。

3. 监测和记录（1）定期检查整机老化室内的温湿度，确保温湿度控制稳定并在设定范围内。

（2）每小时记录一次电子产品的电压、电流数据，并记录整机老化室内温湿度的变化。

（3）如果发现产品存在异常，如电流波动较大，温度超出设定范围等，应立即停止整机老化操作，并记录异常情况。

4. 结束整机老化（1）整机老化时间一般为24小时，但根据产品的不同以及测试要求可能会有所不同。

（2）整机老化结束后，关闭电源，停止电子产品的工作状态。

关于TM21 LED寿命推算方法1、基础知识IES LM-80-08是用于测量LED光源光通维持率的方法，被广泛用于描述LED的光衰特性，LED器件生产厂家提供的LM-80-08测试报告（ES认可的测试机构测试）采用的数据都来至于持续测试6000h或更多时间内的测试数据，然而对于被测产品LM-80-08并没有很好的定义对于收集到的数据，如何被实际用于确定LED的有效寿命。

TM-21是Energy Star标准的技术备忘，补充了根据LM-80-08测试过程中获得的数据，来进行超出老化时间的寿命推算的方法。

额定光通维持寿命是指LED光源的光输出相对于初始光输出达到某一给定百分比所经过的运行时间，这个值被定义为Lp，p为给定的百分比值，业界常用LED光输出下降至初始光输出的70%所经过的时间来定义LED的寿命，LED达到其额定光通维持寿命取决于很多变量，包括运行温度、驱动电流、产品结构的设计和材料特性。

2、样品规模及测试数据采集对于从LM80报告中获得的所有针对某一特定产品的壳温、驱动电流等数据，都应用于流明维持寿命推算，推荐的样品规模集最小为20 pcs，并可以在流明维持寿命推算中，相对于寿命测试持续时间，LED推算寿命最大不超过6倍测试时间。

任何样品规模的改变都将导致不确定度及流明维持寿命推算的时间间隔的改变，对于样品规模为10~19pcs的情况，LED推算寿命最大不超过5.5倍测试时间。

不支持样品规模小于10pcs的寿命推算。

从目前各厂家提供的LM80报告来看，样品规模多为20 pcs或25 pcs。

目前LM80 6000h报告中数据的采集时间间隔多为1000h，且很多厂家持续测试时间已超6000H，超6000H的附加测量可以提高流明维持寿命推算的准确性。

3、流明维持寿命推算方法目前LM80报告中采用最多的是对采集到的数据进行曲线拟合，以推算光通维持率衰减至70%所经历的时间，这个时间就是LED的流明维持寿命。