磁性編碼器的可靠性如何?
RM22、RE22、RM36、RE36 均以常見的霍爾效應感測器 ASIC 作為基礎。此類感測器的可靠性已透過加速壽命試驗加以計算,詳情如下。
我們將 40 個感測器安裝於小型 PCB 上,並藉由變化溫度、時間及電壓,來對其進行多項壓力測試。每組晶片均經過各項壓力測試。
壓力測試:
- 裝置數量 = 40
- 壓力測試總時數 = 1932 小時
- 故障 = 0
測試程序階段:
階段 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
溫度 [°C] |
125 |
140 |
150 |
160 |
170 |
140 |
150 |
160 |
170 |
160 |
電源電壓 [V] |
5 |
5 |
5 |
6 |
6 |
6 |
5 |
5 |
5 |
5 |
時間 [小時] |
95 |
21 |
22 |
22 |
114 |
168 |
166 |
164 |
160 |
1000 |
可靠性 – 統計計算
假設:
- 兩種常見劣化機制:
- 氧化層劣化(活化能 = 0.5 eV)
- 金屬化還原(活化能 = 1 eV)
- 所有壓力測試循環期間的 IC 劣化機制均相同。
故障數 / 105年 |
|||||
信賴度 |
60% |
90% |
|||
活化能 |
0.5 eV |
1 eV |
0.5 eV |
1 eV |
|
壓力測試溫度 |
85 °C |
673 |
39 |
1691 |
100 |
125 °C |
3381 |
1025 |
8532 |
2584 |
MTTF(平均故障時間)年 / 故障數 |
|||||
信賴度 |
60% |
90% |
|||
活化能 |
0.5 eV |
1 eV |
0.5 eV |
1 eV |
|
壓力測試溫度 |
85 °C |
149 |
2564 |
59 |
1000 |
125 °C |
30 |
98 |
12 |
39 |
例如:
在最壞的情況下,經 1 eV 活化能與 125 °C 溫度測試,我們以 90% 信賴度評估,每 100,000 年可能會產生 2,584 次故障。相同參數下,MTTF(平均故障時間)得出每 39 年會產生 1 次故障的可能性。
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