Modellering og physics of failure

Ny forskning har afdækket faktorer, der påvirker elektroniks levetid og opstillet en ny model for fysiske fejlmekanismer.

Af Francesco Iannuzzo, Ionut Vernica og Per Thåstrup Jensen

 

Det 3-årige projekt ’Pålidelig produktudvikling baseret på Physics of failure’, har afdækket faktorer der påvirker elektroniks levetid. I den forbindelse har man afsøgt muligheden, for at opstille en matematisk accelerationsmodel for fysiske fejlmekanismer. En udfordring her er at fastlægge de elementer, der indgår i modellen.

Stressorer og levetidsberegning

Elektroniks levetid påvirkes af elektriske påvirkninger som store impulsstrømme i komponenter. Impulsstrømme som stressor udgør en del af den elektriske Mission Profile, som et produkt oplever i sin levetid. AAU har i et Ph.d.-projekt arbejdet med modellering af en passiv komponent: metaloxid varistoren (en såkaldt MOV).

Karakterisering af de fysiske forhold

Når en varistor bliver udsat for en kortvarig overspænding, medfører det en opvarmning af komponenten. Det er derfor oplagt at opstille en matematisk model for energiafsættelsen, hvor man ud fra kan beregne den forventede temperaturstigning. Herefter kan man benytte denne, som input til en levetidsestimering for komponenten.

I praksis er modelleringen nødt til at tage højde for en række forskellige fysiske forhold. Det betyder, at en termisk model skal baseres på ulineære forhold, og at en beregning af temperaturstigningen foregår ved hjælp af ulineære modeller. Altså vil beregningen blive besværliggjort i praksis.

Validering af model

Projektets videre arbejde kommer til at inkludere en validering af simuleringsmodellen, der i høj grad er baseret på empiriske data. I modellen kan de enkelte delsteps i temperaturstigningen vurderes med en termografisk måling af overfladetemperaturen og en justering af modellens parametre.

Læs hele artiklen her

 

Foto: FORCE Technology