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湿度环境下关于薄膜电阻的稳定性测试
每个参数的漂移从方方面进行了彻底的定义:幅度,系统/材料的关系,在规范内可接受的值,估计的元器件预期寿命。
对于180 kΩ的薄膜电阻,我们定义并选取ΔR / R of≤0.2 %(我们估计:只有颗粒边缘的氧化会改变电导率,在材料层上也没有体积效应)。
经转换后的第1种漆和第2种漆的测试数据见图6(在这个阶段,预估的RH设定值稍微有点差别,但没有关联)。尤其是在较低的温度下,漆的变化很明显。曲线可能匹配指数函数,但匹配度不是很好,尤其是第1种漆。
图6:比较两种漆的测试结果
5.尝试使用现有模型
在很多论文和应用报告里,Lawson模型还是非常常用的的,尤其是评估有源元器件的潮湿加速动作。因此,为了评估我们的测试结果,我们选用了这个模型。我们使用Lawson建议的数值,比较在不同相对湿度rh(公式1)下试验结果的加速因子。
我们选用了第2种漆,因为它的指数趋势线的线性相关最好。首先,我们把测量数据代到Lawson等式里,选定激活能EA(设为0.9 eV)和因子b(设为1.0)。在测量温度范围内挑取几个点,忽略相对湿度变化之间的偏置电压,我们的结果是"不适合",如图7所示。
图7:估算加速因子(Lawson)
检索现有文献,Peck是提到的另一个作者。他改变了Lawson建议值,发现使用相对湿度能够适应他自己的测试结果。在一篇文章里,Hallberg很好地概括了所有湿度测试和加速模型,包括他自己的。过去30年,他与Peck对湿度加速进行了大量研究。在很多出版物里都提到,他们的研究成果的适应性最好。图8是Hallberg收集的可用模型。除了温度意外,他们都使用相对湿度做为主要的测量参数。检索最近几年有关湿度加速的出版物,我们发现,人们还在使用与Hallberg和Peck描述或收集的模型相同的或可比较的模型。
我们的目的是在很宽的不断变化的温度-时间-湿度范围内,预测元器件的可靠性。因此,使用上面的模型并不能满足我们的要求,因为在一定的相对湿度下,实际的含水量极大程度上取决于温度。测量依赖温度的实际含水量的指标是对应的蒸汽压pvapor.这个数据可以从教科书里导出来。
图9:蒸汽压与温度
图9显示了温度对pvapor(100 % RH)的依赖关系,包括我们在40℃、70℃、85℃和130℃下做试验的测试点。在我们的试验里,实际的蒸汽压可以用pvapor x rh(例如在130℃:2700 hPa x 0.85 = 2295 hPa)来直接计算。
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