ZHCACT3 june 2023 LMK6C , LMK6D , LMK6H , LMK6P
2 BAW 振荡器的 MTBF 和时基故障计算
时基故障率为 1 表示在超过 10 亿小时的运行中出现一次故障。计算时基故障的一种优选方法是使用 HTOL 可靠性数据，并使用阿仑尼乌斯方程进行加速，假设 χ2 分布是故障分布随时间变化的合理近似值。节 1 中引用的 JESD85 标准文档用于计算。虽然 JESD85 显示了由于不同的故障机制而评估时基故障的方法，但对于大多数现代半导体技术，鉴定验收为 0 故障。
进行 HTOL 的样本数量因不同的鉴定标准而异。有关德州仪器 (TI) 提供的 LMK6x BAW 振荡器，请访问 www.ti.com，在质量、可靠性和封装信息中了解有关 LMK6x 器件的 HTOL 测试数据。在网站中选择器件型号，以查看或下载该特定器件的可靠性数据。根据 LMK6C、LMK6D、LMK6P 和 LMK6H 数据，HTOL 的样本数量为 7859，测试时长为 1000 小时，故障次数为零，测试温度为 125℃。这些数据截至编写本应用手册时有效。有关最新数据，请参阅上述产品页面链接。
LMK6x BAW 振荡器的时基故障计算的分步过程如下：
第 1 步：计算加速因子 (AF)
使用表 2-1 中的数据计算加速因子 (AF)。测量时基故障的常见做法是根据 0.7eV 的活化能降额至 55°C（工作温度或使用温度）。方程式 1 中显示了用于计算 AF 的公式。
将表 2-1 中的值代入 AF 公式将得出因子 78.6。
| 变量 | 值 |
|---|---|
| 加速测试温度 (Tstress) | 125 °C |
| 工作或使用温度 (Tuse) | 55 °C |
| 活化能 (Ea) | 0.7eV |
| 玻尔兹曼常数 (k) | 8.6×10-5eV/K |
第 2 步：计算故障率
计算出加速因子后，下一步就是计算故障率 (FIT)。对于此计算，置信水平为 60%（这是工业计算的典型值)，并使用表 2-2 中的数据。
| 变量 | 值 |
|---|---|
| 样本数量 (ss) | 7859 |
| 测试持续时间 (t) | 1000 小时 |
| 置信水平 (CL) | 60% |
下面是用于计算时基故障率的公式。其中 χ2 是卡方值，f 是故障次数。
表 2-3 提供了针对不同故障和置信水平（60% 和 90%）的 χ2（卡方）值的快速参考。
| 故障次数 (f) | 置信水平 (60%) | 置信水平 (90%) |
|---|---|---|
| 0 | 1.833 | 4.605 |
| 1 | 4.045 | 7.779 |
| 2 | 6.211 | 10.645 |
| 3 | 8.351 | 13.362 |
在置信水平为 60% 且故障次数为零时，根据表 2-3，(f) = 0，χ2 值为 1.833。BAW 振荡器的 HTOL 数据是 7859 个样本在 125°C 下进行 1000 小时 HTOL 测试期间为 0 次故障，代入方程式 3 后，在 55°C 下的时基故障值计算为 1.5。
如节 1 中所述，MTBF 值是时基故障值的倒数，如方程式 5 中所示。
该结果表明，在本节中使用的条件下，BAW 振荡器的故障间隔平均时间约为 6.7 亿小时。图 2-1 显示了 LMK6x BAW 振荡器的 TI 在线数据快照，该数据支持这些结果。
图 2-1 LMK6x 在线 MTBF 和时基故障估算值快照要查找图 2-1 中所示的 MTBF 或时基故障数据信息，请参阅 LMK6x 数据表文件夹订购和质量选项卡，然后点击质量可靠性和封装信息列下的查看或下载链接。
作为说明如何使用 www.ti.com 上提供的信息的最后一个示例，对于在 35°C 进行操作，时基故障率计算为 0.3，与本节中使用的条件完全相同。MTBF 为 3.32×109。该结果表明，BAW 振荡器在 35℃ 下使用可以无故障运行 33.2 亿小时。