1、器件失效與(yu) 溫度的關(guan) 係  

器件極限溫度承受能力是高壓線，超過後失效率劇增，使用中不允許超過。在極限溫度以內(nei) ，器件失效率與(yu) 溫度仍然強相關(guan) ，失效率隨著溫度升高而增加。  

問題：是否存在一個(ge) 安全溫度點，隻要不超過這個(ge) 溫度點，失效率與(yu) 溫度關(guan) 係就不密切？  

答案：理論與(yu) 實際表明，多數情況下不存在這樣的溫度點。器件的失效率始終與(yu) 溫度相關(guan) ，隻是高於(yu) 某個(ge) 溫度點之後，失效率會(hui) 急劇上升，出現拐點。    

降額設計就是使元器件或產(chan) 品工作時承受的工作應力適當低於(yu) 元器件或產(chan) 品規定的額定值，從(cong) 而達到降低基本失效率（故障率），提高使用可靠性的目的。20世紀50年代，日本人發現，溫度降低10℃，元器件的失效率可降低一半以上。實踐證明，對元器件的某些參數適當降額使用，就可以大幅度提高元器件的可靠性。因電子產(chan) 品的可靠性對其電應力和溫度應力比較敏感，故而降額設計技術和熱設計技術對電子產(chan) 品則顯得尤為(wei) 重要。  

一款流量計的電源前期設計，未采用降額設計，其調整管僅(jin) 按計算其功耗為(wei) 0.8W（在常溫20℃～25℃），選用額定功率為(wei) 1W的晶體(ti) 管。結果在調試時和在用戶使用中發生故障頻繁。分析其原因主要是該管額定功耗1W時的環境溫度為(wei) 25℃，而實際工作時該管處於(yu) 的環境溫度為(wei) 60℃，此管此時實際最大功耗已達1W。經可靠性工程師分析和建議，選用同參數2W的晶體(ti) 管，這時降額係數S≈0.5。因而產(chan) 品的故障很快得到解決(jue) 。  

2、溫度循環是最惡毒的環境應力

篩選試驗（剔除方法）：為(wei) 剔除有早期失效的產(chan) 品進行的試驗。對電子設備，最有效的是溫度循環，效率：溫度循環/振動＝3.5/1。  

更具上麵統計，我們(men) 可以看出溫度循環是最有效暴露缺陷的環境應力。  

以上為(wei) 統計結論。同時，我們(men) 的經驗，機械應力疊加溫度應力，可以觸發一些不容易複現的故障。  

3、元器件特性隨著溫度漂移，導致係統故障  

一類是可恢複的軟失效  

一類是不可恢複的硬失效  

軟失效一般是指溫度容限不夠，可以恢複，是引起單板故障很難重現的一個(ge) 重要原因。雖然問題經常觸發軟失效，但要減少軟失效，不能僅(jin) 靠降低溫度，必須在分析清楚具體(ti) 原因的情況下製定有針對性的改進措施。  

溫度引起軟失效多由器件參數的漂移導致。  

案例1：參數溫度漂移，導致三極管不導通  

1、halt試驗溫度降到－15度時單板串口掛死，此問題必現，判斷時鍾或者電源有問題。  

2、通過管理芯片MCU查看單板的電壓檢測結果和時鍾檢測結果，接入到MCU的電壓檢測結果都正常，檢測到單板的工作時鍾丟(diu) 失  

3、針對時鍾丟(diu) 失進行分析    

CPU工作電源模塊在電壓正常工作之後同步輸出EN信號打開時鍾電路，而這個(ge) CPU工作電壓輸出沒有接入到MCU檢測(此電壓是0V～1.2V變化，沒有接入MCU檢測)，時鍾電路得到EN信號才能正常工作；  

邏輯檢測到電源A與(yu) 電源B正常工作之後打開CPU工作電源模塊；  

電源A與(yu) 電源B正常工作的信號是通過的兩(liang) 個(ge) mos管送給CPLD檢測。    

4、通過理論分析三極管的輸入電壓為(wei) 1V05，通過分壓電阻分到0.7V打開三極管，在常溫時對導通電壓的要求為(wei) 0.58V～0.7V  所以0.7V導通沒問題    

在低溫時由於(yu) 特性漂移，導通電壓需求已經高於(yu) 0.7V，分壓值不能滿足三極管導通要求。    

三極管低溫時參數漂移驗證：  

在常溫下用一塊沒有去掉分壓電阻的單板正常運行，用示波器測試/1V05_detect管腳，/1V05_detect信號為(wei) 低電平，把示波器設置為(wei) 上升沿觸發模式，然後用液氮開始對著三極管噴，隻有幾秒的時間，/1V05_detect信號由低變為(wei) 高電平了，驗證了三極管在低溫時，參數發生漂移，Vbe導通門檻變高。  

4、溫度導致器件損壞  

對於(yu) 後一種硬失效，失效的原因很離散，器件製造過程中多多少少存在難以完全避免的雜質和缺陷，這些各種各樣的微小缺陷在器件運行期間逐漸生長擴展，當影響到器件外部功能時就導致了器件失效，溫度在缺陷的生長擴展中通常會(hui) 起到加速的作用，經常需要電應力的協同。  

器件極限溫度承受能力是高壓線，超過後失效率劇增，使用中不允許超過。在極限溫度以內(nei) ，器件失效率與(yu) 溫度仍然強相關(guan) ，失效率隨著溫度升高而增加。  

焊接和使用過程中溫度過高，導致BGA焊球開裂  

5、對係統的溫度進行測量、監控、保護  

有些處理器內(nei) 部有溫度傳(chuan) 感器，處理器內(nei) 部通過溫度傳(chuan) 感器來感測核心溫度，當前處理器的溫度傳(chuan) 感器采用數字溫度傳(chuan) 感器(Digital thermal sensor)。  

在多核處理器中，intel集成多個(ge) DTS，用於(yu) 監控不同區域的溫度，每個(ge) 區域的溫度數據可以通過MSR寄存器讀取。  

數字溫度傳(chuan) 感器隻在C0(normal operating)狀態時有效。  

過溫也是通過數字溫度傳(chuan) 感器測試出來的，並且也在MSR寄存器中的一個(ge) 比特位表現出來。  

溫度傳(chuan) 感器的數值是單板進入TM1，TM2狀態的信息源。  

我們(men) 還可以在關(guan) 鍵點位增加溫度傳(chuan) 感器，來改善熱環境。當發現過溫了，進行告警、降頻、重啟等自動操作。

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