Q-Tech振荡器失效的平均时间

来源：金洛鑫浏览：- 发布日期：2019-01-02 10:35:21【大中小】

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在使用石英晶体振荡器过程中，如果因为某种因素导致故障，是一个非常麻烦的事，要解决这个问题，最好的方法就是找到问题的根源，然后“对症下药”。在这方面，美国的Q-Tech晶振公司是行家，研究出晶体振荡器平均故障的间隔时间，通过相关的测试和计算确认最终数据。包括了加速寿命测试、寿命测试数据、运行条件、材料清单、MTBF计算、可靠性预测、设计技术、MTBF每年实际生命测试等项目。可靠性定义为设备在特定时间段内按其规范运行的概率。

浴缸曲线：

“浴盆曲线”描述了设备的假设故障率与时间的关系。第一个时期称为婴儿死亡期。下一个时期是图的平坦部分。它被称为正常生活。第三个周期从斜率开始增加的点开始并延伸到图的末尾。

图1可靠性浴缸曲线

MIL-HDBK-217计算的故障率适用于石英晶体振荡器成熟期的使用寿命期，较弱的单元减弱并开始失效，因为相对恒定且故障率较低。使用寿命是进行可靠性预测的最常见时间范围。

加速寿命测试：

加速寿命测试采用高应力方法来缩短寿命晶振或加速产品性能下降。各个振荡器中的压力测试包括延长的老化时间，即在+125°C或更低温度下的寿命测试在偏见下至少1000小时更高。其他一些测试包括加热，湿度，温度，振动和负载。

可靠性预测方法：

预测方法基于基于各种来源的组件数据：

-寿命测试数据

-MIL-HDBK-217

运行条件：

-最大电流消耗：最大15mA。在+3.63V

-ThetaJC=30°C/W.

-ThetaJA=130°C/W.

-最高温升：1.6°C

MTBFPERMIL-HBK-217：

MTBF计算基于MIL-HBK-217和太空飞行环境（SF）环境温度+65°C，CL=90％，使用32.895MHz石英晶体，基本模式为3.3Vdc±10％电源，16-FP封装，密封周长为1.8英寸。

材料清单：

-封装，16-FP0.500“x0.375”（1.75英寸密封周长）数量：1

-微电路，ACMOS，数字数量：1

-互连Au-Au数量：22

-陶瓷，多层电容器，S级，25V数量：1

-石英晶体谐振器，扫描，2mW数量：1

-电阻数量：1

-互连跳线数量：2

-基材数量：1

故障率=Σ?p（1+0.2πe）πfπqπl

πe=0.5;πf=1;πq=0.25;πL=1

[（1x0.000011）+（1x0.0045）+（1x0.0000079）+（1x0.0084）+（22x0.0013）+（1x0.015）]（1+0.2x0.5）（1.0x0.25x1.0）=0.016失败/106小时

混合动力QT128L11S故障率=0.016故障/114年

FIT=16

可靠性预测图

QT技术空间合格QT122L11S-32.895MHz的可靠性预测Life-test数据和使用MIL-HDBK-217的计算如下所示：

设计技术：

QT128L11S设计采用了ASICFACT1.3μ技术ACMOS逻辑，辐射容忍100kRad（Si），近似热激活能量0.4eV和扫描石英在32.895MHz基本模式安装在a三（3）点安装。

模具的绝对最大额定值：

-绝对最大功耗：500mW

-绝对最高结温：+175°C

-绝对最大电源电压：+7Vdc

（对于60％置信水平的零失败，卡方=1.833）MTBF=5,455,537小时

失败率=1/MTTF=183.3E-9

FITS=失败率x1E9=183

MTBF每年实际生命测试：

对于5Vdc和+3.3Vdc三次泛音的相同设计，Q-Tech收集了在+125°C的寿命测试期间，超过100,000个设备小时，没有故障。使用60％置信水平的chisquare分布，我们预测失败率如下：

测试部件数量：100+部件号测试：

具有第三个Overtone设计的MCM

供电电压：+3.3Vdc和+5Vdc

负载：15pF//10kohms

失败次数：0

测试温度：+125°C

小时数：100,000+

设备小时数=100,000devhrs

加速因子（AF）=e（Ea/k）*（1/T1-1/T2）

其中Ea=0.4eV;k=8.62E-5eV/K;T1=298K;T2=398K

AF=50

通过以上的方法可以有效的实现预测各种有源晶振平均的失效时间，找到问题的所在，并利用现在的高技术手段处理。Q-Tech晶振已正式上线金洛鑫电子官网，感兴趣的采购和用户可以联系我司，咨询相关的资料和产品信息，并可为客户提供样品及订购服务。

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