ZHCAAA7 June   2020

 

  1.   商标
  2. 引言
  3. 故障类型和随机硬件故障的量化指标
  4. 产品寿命内的随机故障和 BFR 的估算
  5. BFR 估算方法
  6. Siemens SN 29500 FIT 模型
  7. IEC TR 62380
  8. BFR 计算的建议假设
  9. 瞬态故障的特殊注意事项
  10. IEC TR 62380 和 SN 29500 之间的 BFR 差异(封装引起)
  11. 10通电时间对 BFR 的影响
  12. 11适用于 TI 产品的资源
  13. 12总结
  14. 13参考文献

IEC TR 62380

在功能安全分析中估算 BFR 时,也通常使用 IEC 62380 标准。这是一本可靠性数据手册,概述了用于预测电子组件、印刷电路板 (PCB) 和设备可靠性的通用模型。它发布于 2004 年,后来被废除。但是,ISO 26262 标准(现在为第二版,已于 2018 年修订)已将 IEC 62380 标准纳入其新发布的第 11 部分 - 将 ISO 26262 应用于半导体的指南

可将 IEC TR 62380 IC 故障率建模为内核、封装和电气过应力 (EOS) 相关故障率的总和,其中:

  • 与芯片相关的故障率公式包括以下各项的术语:IC 类型和 IC 技术、晶体管数量、热任务曲线、结温以及工作寿命和非工作寿命。

  • 与封装有关的故障率公式包括由热膨胀、热循环、热任务曲线、封装类型和封装材料引起的机械应力的相关术语。

  • EOS 故障率公式包括具有外部接口和电气环境的特定系统的相关术语。

公式 1 是基于 IEC TR 62380 标准的 BFR 公式(根据原始标准演变而来)。系统集成商必须参考 IEC 62380 标准以获得计算 BFR 所需的信息。

Equation1. GUID-20200521-SS0I-NDNF-VHMC-Q8WXMQFVXPV3-low.gif

公式 2 根据 IEC TR 62380 将裸片时基故障表示为:

Equation2. GUID-20200521-SS0I-5QTK-NMLJ-2XJNWWJLCTJ5-low.png
  • 其中 N 是按类型编号的晶体管,λ1 是晶体管类型比例因子,λ2 是技术基础时基故障率,α 是制造商当前年度相关因子。

公式 3 根据 IEC TR 62380 将封装时基故障表示为:

Equation3. GUID-20200521-SS0I-Z50H-VVKN-T5HSTZV6NPJV-low.png
  • 其中,πα 是 IC 的热胀系数与 PCB 的热胀系数之间的差异,λ3 是按封装类型和尺寸划分的封装比例因子。

公式 4 根据 IEC TR 62380 将 EOS 时基故障表示为:

Equation4. GUID-20200521-SS0I-RPL2-WFHT-3CHTT5HLCKPB-low.png
  • 其中,默认假设是 EOS = 0。

如果表中列出了 IC 应用,并且系统在电路板上的 IC 与外部环境之间具有外部连接,则系统集成商可根据需要添加 EOS 值。

表 6-1 是汽车任务剖面表的屏幕截图(根据 IEC TR 62380 得出)。根据此表,汽车电机控制应用的总工作时间约为每年 500 小时,其中包括四次日间启动、两次晚间启动以及一年有 30 天不使用。

表 6-1 IEC TR 62380 中具有代表性应用的任务剖面

任务剖面阶段

温度1

温度 2.

温度3

比率开/关

2 次晚间启动

4 次日间启动

未使用的车辆

应用类型

(tac)1

°c

t1

(tac)2

°c

t2

(tac)3

°c

t3

ton

toff

n1

周期/年

∆T1

°C/周期

n2

周期/年

∆T2

°C/周期

n2

周期/年

∆T3

°C/周期

电机控制

32

0.020

60

0.015

85

0.023

0.058

0.942

670

GUID-20200610-SS0I-9QFN-ZKD8-7Q9CNQMTNGSJ-low.gif

1340

GUID-20200610-SS0I-MPVF-HCW0-GKKSC7SCD3DC-low.gif

30

10

旅客舱

27

0.006

30

0.046

85

0.006

0.058

0.942

670

GUID-20200610-SS0I-B1T6-R70G-9SFMRLSQZ1SC-low.gif

1340

GUID-20200610-SS0I-Z8GF-5NKL-VTXCM68GZR05-low.gif

30

10