器件应力降额及关键用法规范文档格式.doc

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修订内容

V2.0

刘海涛、刘善中、王树明、姚天宝、凌太华、朱勇、杨爱泉、朱吉新、胡全年、胡楠、黎晓东、艾项德、王文建、陈宪涛、陈亚秋、罗眉、易序馥

2002-11-30

1、产品保修期等级及I、II工作区定义；

2、器件应力考核点定义及考核系数调整；

3、增加“器件考核点的测试或计算”说明；

4、器件应力降额查检表修改和调整；

5、增加器件关键用法查检；

6、增加查检器件种类；

V2.1

刘海涛、刘善中、王树明、姚天宝、朱勇、杨爱泉、朱吉新、胡全年、胡楠、王文建、陈宪涛、陈亚秋、罗眉、易序馥

2003-10-30

1、 新增“产品额定工作点”定义；

2、 对7类器件在产品额定工作点下的关键应力降额系数进行了规定，这些器件包括：

MOSFET、IGBT、晶闸管、整流桥、功率二极管、三极管、铝电解电容器；

3、 除上述器件外，也对部分其它器件，如IC器件、钽电解、保险管等的I、II区降额系数根据实际使用情况作了适当的修订；

4、在保险管规范中，新增了“半导体保护用熔断器”降额规定；

5、 对应降额规范的修订，上述器件的“器件工作应力与降额查检表”作了相应的调整。

V2.2

刘海涛、刘善中、王树明、姚天宝、罗眉、凌太华、朱勇、杨爱泉、朱吉新、胡全年、易序馥、胡楠、艾相德、陈景卫、王文建、陈宪涛、陈亚秋

2004-01-10

1、将原V2.1版本规范拆分为三个层次的内容，即：

规范、操作指导书、应力查检表；

这样便于操作指导书、应力查检表的不断优化和完善，而规范部分的内容保持相对稳定；

2、总规范中，各类器件分规范中关于I、II区定义取消，统一在总规范中进行定义；

各类器件分规范中增加器件简述，对器件功能和主要失效模式进行简要说明；

3、各类器件分规范中的器件应力测试、计算方法纳入操作指导书中进行说明。

4、增加“器件应力降额系数速查表”，方便开发人员快速查阅；

V2.3

刘海涛

2004-7-15

纠正器件降额系数速查表中的笔误。

王树明

2005-3-29

补充发光二极管规范中电流温度降额内容。

V2.4

曾广平、刘善中、罗眉、王文建、朱吉新

2007-9-17

修订光耦、脉宽调制器、电源管理器件、运放（比较器）、钽电解电容的结温降额考核点和降额因子。

曾广平、刘善中、罗眉、黎晓东、陈亚秋、朱勇、朱吉新等物料品质部器件工程师;

测试部及各产品线专家（评审）。

2008-7-15

1、在V2.4版本降额规范基础上，根据新的降额框架思路，升级拟制本规范，同时名称更改为《器件应力降额及关键用法规范V3.0》；

2、基于产品市场应用条件，对降额工作区域进行重新定义和划分；

3、不再区分A级和B级产品，采用统一的降额要求；

4、调整和优化各分规范的降额考核点和降额系数；

5、各分规范中增加关键用法的查检要求；

196

器件应力降额及关键用法规范（V3.0）

目录

第一部分总则 6

1前言 6

2目的 6

3适用范围 6

4关键词 7

5引用/参考标准或资料 7

6产品典型工作区、短时稳态工作区、极限瞬态工作区定义 8

7偏离降额的说明 11

第二部分应力降额及关键用法规范内容 12

第一章半导体分立器件 12

1.1功率MOSFET降额及关键用法规范 12

1.2IGBT降额及关键用法规范 16

1.3晶闸管降额及关键用法规范 22

1.4整流桥降额及关键用法规范 26

1.5功率二极管降额及关键用法规范 28

1.6信号二极管降额及关键用法规范 32

1.7稳压二极管降额及关键用法规范 35

1.8TVS器件降额及关键用法规范 38

1.9发光二极管、数码管降额及关键用法规范 41

1.10三极管降额及关键用法规范 44

1.11霍尔传感器降额及关键用法规范 48

第二章IC类器件 50

2.1数字集成电路降额与关键用法规范 50

2.2运放、比较器降额及关键用法规范 54

2.3光耦、SSR降额及关键用法规范 58

2.4电源管理器件降额及关键用法规范 65

第三章阻容类器件 70

3.1铝电解电容器降额及关键用法规范 71

3.2固体钽电解电容器降额及关键用法规范 78

3.3薄膜电容器降额及关键用法规范 81

3.4陶瓷电容器降额及关键用法规范 88

3.5固定金膜、厚膜、网络、线绕电阻器降额及关键用法规范 92

3.6电位器降额及关键用法规范 97

3.7NTC热敏电阻降额与关键用法规范 101

3.8PTC热敏电阻降额与关键用法规范 105

3.9压敏电阻降额及关键用法规范 108

第四章低压电器类器件 111

4.1接触器降额与关键用法规范 111

4.2低压断路器降额与关键用法规范 116

4.3刀开关降额与关键用法规范 122

4.4电源小开关降额及关键用法规范 125

4.5信号小开关降额及关键用法规范 127

4.6熔断器降额及关键用法规范 129

4.7电连接器降额及关键用法规范 133

4.8风扇降额及关键用法规范 136

4.9温度继电器降额及关键用法规范 139

4.10电磁继电器降额及关键用法规范 140

第五章电磁元件 145

5.1电磁元件降额规范 145

第六章其它 148

6.1电源模块降额及关键用法规范 148

6.2液晶显示模块降额及关键用法规范 151

6.3晶体谐振器降额与关键用法规范 154

6.4晶体振荡器降额与关键用法规范 157

6.5蜂鸣器降额及关键用法规范 160

第三部分附录1：

器件降额系数速查总表 163

第四部分附录2：

关键用法速查总表 175

第一部分总则

1前言

《器件应力降额及关键用法规范》是本公司产品可靠性设计所必须依据的重要的基础规范之一。

通过对应用于产品中的器件应力（电应力、热应力）的降额系数的规定，以及设计上关键用法的查检，达到降低器件失效率、提高器件使用寿命、增强对供方来料质量的适应性、以及对产品设计容差的适应性的目的，从而提高产品可靠性水平。

适当的器件应力降额不仅可以提高产品的可靠性，同时还有助于使产品寿命周期费用最低。

本规范由艾默生网络能源有限公司中试物料品质部拟制，研发管理办发布实施，适用于本公司产品的设计、开发及相关活动。

本规范是在《器件应力降额总规范》V2.4基础上，根据新的降额框架思路拟制，并更名为《器件应力降额及关键用法规范》。

在推荐使用本规范的同时，原降额框架下的《器件应力降额总规范》及其可能的升级版本仍可使用。

2目的

规范器件应力降额标准和关键设计用法，保证产品应用可靠性。

3适用范围

本规范适用于艾默生网络能源有限公司所有新产品的设计、开发，以及在产产品的优化。

除非产品规格书中对器件可靠性、寿命等有特殊指定的要求，否则器件降额均依据此规范进行。

对于某些暂时不具备使用本规范的条件的产品，可以仍然沿用原来的《器件应力降额总规范》。

4关键词

应力降额，冗余设计，可靠性，关键用法；

Derating,DesignMargin,Reliablity，keyusage；

5引用/参考标准或资料

《GJB/Z35-93元器件降额准则》；

《军用电子元器件应用可靠性》；

《元器件生产厂家技术资料和手册》；

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6产品典型工作区、短时稳态工作区、极限瞬态工作区定义

示意图如下：

A.典型工作区（简称“A区”）

是指我司产品规格书中所规定范围内，且在市场上最可能遭遇到的典型工作条件。

某一工作条件由多个情况的组合而成，例如工作环境温度、电网输入电压、输出负载等。

如果某工作条件在市场上发生的概率在10％~100％之间，则应作为产品的典型工作区。

例如，就工作的时间而言，当在该条件下的工作时间累计在10％～100％时（一年中工作在该条件下的时间累计起来为36～365天之间），应作为典型工作区。

建议在产品设计时，依据已有的经验或根据调研，来评估市场可能发生的工作条件，并确定产品的典型工作条件，若产品开发设计时不能确定产品在市场上可能遭遇到的典型工作条件，则以标称工作范围的最大值代替。

例如：

若无法确定市场产品可能遭遇到的典型工作电压，则以产品产品规格书里面的最高工作电压作为典型工作电压。

如果产品在典型工作条件下的降额裕量不够，会直接导致市场产品的高失效率，因此在该条件下的降额要求最严格。

B.短时稳态工作区（简称“B区”）

是指我司产品规格书中所规定范围内，且在市场上可能遭遇到的最恶劣的并持续较长时间的工作条件。

如果某工作条件在市场上发生的概率在1％～10％，则应作为产品的短时稳态工作区。

例如，就工作时间而言，当在该条件下的工作时间累计比例在1％～10％时（一年中工作在该条件下的时间累计起来在3.6天～36天之间），则应作为短时稳态工作区。

建议在产品设计时依据已有的经验或根据调研来评估市场可能发生的工作条件并确定产品的短时稳态工作条件，若不能确定，则以加严原则进行处理，以标称工作范围的极限值作为产品的短时稳态工作条件。

最低工作电压/最高环境温度/输出满载的组合工作条件。

相对于产品典型工作区，产品短时稳态工作区发生的概率明显较低，因此其降额要求相对宽松一些，但由于其工作条件相对恶劣，同样应该严格满足其降额，否则也会导致产品的高失效率。

C.极限瞬态工作区（简称“C区”）

是指我司产品规格书中所规定范围内，且在市场上可能遭遇到的短暂的（持续时间非常短）的工作条件。

开机启动、输入欠压、OCP过流保护、OVP过压保护、电源负载跳变（如空载到满载，空载到短路，半载到满载等等）、输入跳变、电源所允许的短时过载等。

如果某工作条件在市场上发生的概率低于1％，则应作为产品的暂态（瞬态）极限工作条件。

例如，就工作时间而言，当在该条件下的工作时间累计比例低于1％（一年中工作在该条件下的时间累计起来小于3.6天），则应作为暂态（瞬态）极限工作条件。

相对于产品的短时稳态工作区，产品的暂态（瞬态）极限工作区发生的概率更低，因此其降额要求也更宽松（不得超过器件允许的极限值），但产品在暂态或瞬态的极限工作条件下，器件所遭受的应力可能要大很多，器件很容易遭受到过应力而失效，因此在产品设计和测试过程中，必须耐心地寻找这些可能发生的最坏应力（可以依靠经验的不断积累）并满足相应的降额要求。

各产品线应该考虑本产品线以往的市场应用经验，或对产品的市场工作条件进行详细调查后对本产品线通用的典型工作区、短时稳态工作区、瞬态（暂态）工作区的进行具体划分，测试部根据产品线通用的典型工作区、短时稳态工作区、瞬态（暂态）工作区对器件应力进行测试查检。

对于本产品线市场应用条件特殊的新开发产品，如果本产品线通用的产品工作区域不合适，必须在产品规格书里定义本产品特殊的典型工