光电产品的环境应力筛选与可靠性保证

阐述复杂光电产品的环境应力筛选方法及其与环境试验，可靠性增长试验的关系，分析典型环境应力，筛选效果，筛选应力的确定准则以及可靠性保证试验，并用具体试验方案举例说明其有效性。     

脉冲中子闪烁探测器的工程可靠性设计与提升

针对一种在复杂环境条件下进行脉冲中子探测的闪烁探测器,开展了一系列的可靠性设计、保证工作。在设计上通过双通道冗余备份、抗振设计等方式提升了探测器的固有可靠性。此外还采取可靠性建模及指标分配的方式明确了探测器各部件的任务可靠性目标,通过FMECA分析方法研究了探测器各部件的故障模式及其影响,确定了可靠性重要部件。通过运用环境应力筛选试验及可靠性强化试验,进一步提升了探测器的可靠性。经初步验证,采取上述可靠性设计保障技术的脉冲中子探测器,其任务可靠度可达到99.9%以上。     

电离辐射环境下的部分耗尽绝缘体上硅n型金属氧化物半导体场效应晶体管可靠性研究

随着半导体技术的进步, 集成小尺寸绝缘体上硅器件的芯片开始应用到航空航天领域, 使得器件在使用中面临了深空辐射环境与自身常规可靠性的双重挑战. 进行小尺寸器件电离辐射环境下的可靠性试验有助于对器件综合可靠性进行评估. 参照国标GB2689.1-81恒定应力寿命试验与加速寿命试验方法总则进行电应力选取, 对部分耗尽绝缘体上硅n型金属氧化物半导体场效应晶体管进行了电离辐射环境下的常规可靠性研究. 通过试验对比, 定性地分析了氧化物陷阱电荷和界面态对器件敏感参数的影响, 得出了氧化物陷阱电荷和界面态随着时间参数的变化, 在不同阶段对器件参数的影响. 结果表明, 总剂量效应与电应力的共同作用将加剧器件敏感参数的退化, 二者的共同作用远大于单一影响因子.     

库存装备可靠性验证试验条件

目前，制定可靠性验证试验条件的方法按优先次序有实测应力法、估计应力法、参考应力法。其中实测应力法是根据产品在任务剖面中在其安装位置处的实测应力数据，经过统计分析处理后，确定试验应力的一种方法，由于该方法具有统计的真实性，因而被公认为最为合理的方法。     

光电子技术与器件 光显示与显示器件

TN141 2005010502 关于平视显示器环境应力筛选试验条件的分析=Analysis on conditions of environmental stress screening test for HUDs[刊,中]／李春亮(中国航空第一集团公司洛阳电光设备研究所．河南,洛阳(471009))／／电光与控制．-2004, 11(1)．-44-47 针对平视显示器产品环境应力筛选,指出了现行方案中存在的问题,提出了改进的具体建议。图1参2(严寒)     

大规模集成电路抗辐射性能无损筛选方法

空间辐射环境会对电子器件产生辐射损伤。由于商用器件性能普遍优于抗辐射加固器件,所以从商用器件中筛选出抗辐射性能优异的器件将在一定程度上提高空间电子系统的可靠性。结合数学回归分析与物理应力实验的方法,研究了集成电路抗辐射性能无损筛选技术。通过不同的外界能量注入及总剂量辐照实验,探究电路典型参数的应变情况与电路耐辐射性能的关系,并确定其辐射敏感参数;建立预测电路抗辐射性能的多元线性回归方程,并对应力条件下的回归方程进行辐照实验验证。结果显示,物理应力实验与数学回归分析结合的筛选方法减小了实验值与预测值的偏差,提高了预估方程的拟合优度和显著程度,使预估方程处于置信区间。     

基于加速性能退化的LED灯具可靠性评估

提出了一种基于加速性能退化的LED灯具可靠性快速评估方法。以LED灯具的使用寿命评估为目标,设计了温度和电应力的恒定应力加速退化试验及其加速模型,给出了基于性能退化的LED灯具可靠性评估一般流程。以国内某型LED灯管为试验对象,对其可靠性进行了评价:在正常应力水平下,该型LED灯管的寿命评估值为31 571 h。结果表明该方法能够快速、有效地评估LED灯管的可靠性。该方法不仅节省实验时间,而且对LED灯具的可靠性评估及产品质量管理有一定的参考价值。     

大功率发光二极管可靠性和寿命评价试验方法

介绍了发光二极管（LED）的发展简史。提出可能影响LED可靠性的几种因素,主要有封装中的散热问题和LED本身材料缺陷。对于LED可靠性,主要方法是通过测试其寿命来分析其可靠性,一般采取加速实验的方法来测试推导LED寿命。介绍了根据加速应力(主要分为单一加速应力和复合加速应力2种)评价LED寿命的测试方法。在不同加速试验应力条件下测试了大功率LED可靠性,并建立了LED寿命的几种数学模型。最后根据具体实例,通过选择加速应力和试验方法,给出具体推导LED寿命的数学公式。     

红外焦平面探测器制冷组件可靠性研究进展

红外焦平面探测器制冷组件的可靠性研究对推进组件工程化应用具有重要意义。介绍了国外在组件的可靠性模型、失效模式、加速应力以及可靠性试验等方面的研究进展,并对国内的组件可靠性研究状况作了简要分析,总结了对组件可靠性研究的总体思路,为国内红外焦平面探测器制冷组件的可靠性研究提供参考。     

小子样机械产品可靠性试验

对长寿命(相对于工作时间)、高可靠性和小子样机械产品，提出了采用加速随机振动试验将产品置于较为严酷条件下来进行可靠性试验。阐述了加速试验应遵循的基本原则，即：(1)无论是对元件、部件、系统或产品，过载系数一般是针对其危险部位的应力响应而言；(2)加速试验的程度通过过载系数大小控制；(3)进行过载试验前必须进行低量级或正常工作条件下的预试验，获得产品的传递特性；(4)产品不改变失效机理的条件—对寿命服从两参威布尔分布，其形状参数保持不变；对寿命服从对数正态分布，其对数标准差保持不变；(5)认为产品是经受循环应力导致损伤积累而破坏，不考虑加载顺序的影响；(6)最大过载系数上限应保证在过载试验下产品危险部位的局部应力不超过材料屈服极限的80％；(7)对额定试验下产品危险部位的应力较大或设计裕度较小的产品，不适合采用较大的过载系数。在确信所进行的加速试验不改变产品的失效机理和产品在预定的振动试验时间内未失效时，可以不遵循基本原则(3)项。根据产品的传递特性、局部危险部位的应力应变响应、工程设计经验以及材料循环本构关系，提出了控制产品承受最大应力的措施，以保证在加速试验下产品的失效机理不发生变化。     

评估环圈光纤机械可靠性的模型

为评估应用于光纤陀螺和光纤电流传感器等传感领域的光纤环圈的机械可靠性,排除光纤涂覆和环圈灌胶等因素,必须评估所用光纤在弯曲状态下的机械可靠性.在已被广泛接受的均匀拉伸应力状态下通信光纤的机械可靠性模型基础上,根据这种环圈光纤在弯曲状态下的一般应力分布,对于绕环张力和弯曲应力同时存在的情形,建立了评估这种环圈光纤的机械可靠性的一种模型.该模型通过采用弯曲状态下光纤表面的最大弯曲应力值,和由于一般情况下弯曲中轴内侧的压缩应力远小于外侧拉伸应力的这一事实而忽略内侧的压缩应力,从而简化了弯曲应力的不均匀分布;同时通过该模型中所含的多个参量的选择给出了最为保守的结果.利用该模型进行的数值计算预测了采用不同直径的光纤分别绕制的不同环圈直径的环圈光纤在不同服役条件下的机械可靠性.结果表明,除了光纤半径和疲劳因子等这些光纤自身的固有因素外,绕环张力、环圈半径和筛选张力等工艺参量对环圈光纤的机械可靠性也是有重要影响.     

评估环圈光纤机械可靠性的模型

为评估应用于光纤陀螺和光纤电流传感器等传感领域的光纤环圈的机械可靠性,排除光纤涂覆和环圈灌胶等因素,必须评估所用光纤在弯曲状态下的机械可靠性.在已被广泛接受的均匀拉伸应力状态下通信光纤的机械可靠性模型基础上,根据这种环圈光纤在弯曲状态下的一般应力分布,对于绕环张力和弯曲应力同时存在的情形,建立了评估这种环圈光纤的机械可靠性的一种模型.该模型通过采用弯曲状态下光纤表面的最大弯曲应力值,和由于一般情况下弯曲中轴内侧的压缩应力远小于外侧拉伸应力的这一事实而忽略内侧的压缩应力,从而简化了弯曲应力的不均匀分布;同时通过该模型中所含的多个参量的选择给出了最为保守的结果.利用该模型进行的数值计算预测了采用不同直径的光纤分别绕制的不同环圈直径的环圈光纤在不同服役条件下的机械可靠性.结果表明,除了光纤半径和疲劳因子等这些光纤自身的固有因素外,绕环张力、环圈半径和筛选张力等工艺参量对环圈光纤的机械可靠性也是有重要影响.     

Single-mode fused coupler for undersea optical transmission systems

A single mode 3 dB fused coupler, to be used as a redundant laser combiner in the submerged repeater of an undersea optical fibre transmission system, is described. The fabrication and package design of the component for this high reliability application is discussed, and the results of a wide range of environmental tests are given.     

Wavelength stabilized 980 nm uncooled pump laser modules for erbium-doped fiber amplifiers

We review the development of wavelength stabilized 980 nm pump laser modules without active temperature stabilization for applications in erbium-doped fiber amplifiers. Operation over a wide temperature range with an output power exceeding 400 mW at an ambient temperature of 70°C is demonstrated. The overall reliability of uncooled modules is estimated to be well below 500 FIT at all operating conditions. Such devices are made possible by continuous development and steady improvement of the pump laser chip, the optimization of the fiber Bragg grating stabilization scheme, careful design of the module package, and extended reliability analysis on the basis of stress tests as well as field data.     

GaN基蓝绿光LED电应力老化分析

对InGaN/GaN多量子阱蓝光和绿光LED进行了室温20,40,60 mA加速电流下的电应力老化研究,发现蓝光与绿光样品经过60 mA电流老化424 h后,其电学性能表现出一定的共性与差异性:在小测量电流下,绿光样品的光衰减幅度较蓝光样品大~9%;而在较大测量电流 (20 mA)下,两者的光衰减幅度基本相同 (18%)。同时,蓝绿光样品的正向电学性能随老化时间的变化幅度基本一致,反映出它们具有相似的退化机制,绿光样品老化后增多的缺陷大部分体现为简单的漏电行为,而并非贡献于非辐射复合中心。在此基础上对GaN基外延结构进行了优化,优化后的LED长期老化的光衰减幅度较参考样品降低了3%。     

The reliability of AlGaN/GaN high electron mobility transistors under step-electrical stresses

In spite of their extraordinary performance, AlGaN/GaN high electron mobility transistors (HEMTs) still lack solid reliability. Devices under accelerated DC stress tests (off-state, V_DS =0 state, and on-state step-stress) are investigated to help us identify the degradation mechanisms of the AlGaN/GaN HEMTs. All our findings are consistent with the degradation mechanism based on crystallographic-defect formation due to the inverse piezoelectric effects in Ref. [1] (Joh J and del Alamo J A 2006 IEEE IDEM Tech. Digest p. 415). However, under the on-state condition, the devices are suffering from both inverse piezoelectric effects and hot electron effects, and so to improve the reliability of the devices both effects should be taken into consideration.     

倒装芯片塑料球栅阵列封装器件在外应力下的失效机理

倒装芯片塑料球栅阵列(FC-PBGA)封装形式独特而被广泛应用, 分析研究其在实际应用过程中, 在高温、电、水汽等多种综合环境应力条件作用下的失效机理对提高其应用可靠性有重要意义. 本文对0.13 μm 6层铜布线工艺的FC-PBGA FPGA器件, 通过暴露器件在以高温回流焊过程中的热-机械应力为主的综合外应力作用下的失效模式, 分析与失效模式相对应的失效机理. 研究结果表明, FC-PBGA器件组装时的内外温差及高温回流焊安装过程中所产生的热-机械应力是导致失效的根本原因, 在该应力作用下, 芯片上的焊球会发生再熔融、桥接相邻焊球致器件短路失效; 芯片与基板之间的填充料会发生裂缝分层、倒装芯片焊球开裂/脱落致器件开路失效; 芯片内部的铜/低k互连结构的完整性受损伤而影响FC-PBGA器件的使用寿命.     

Stress monitoring in a Guinness 10-day scuba dive

Nowadays, there is high demand for sensitive gas sensors both for human and environmental monitoring. This paper deals with a high-resolution (0.2 ppb) laser-based photoacoustic spectroscopic system realized at ENEA Frascati, Italy, applied for monitoring stress in scuba divers during sustained immersion by analyzing breath samples. Blood tests and psychometric tests for scuba divers were performed at Catholic University in Rome. Results will be reported and discussed.     

Effect of AlGaN interlayer on luminous efficiency and reliability of GaN-based green LEDs on silicon substrate

The effect of AlGaN interlayer in quantum barrier on the electroluminescence characteristics of GaN-based green light emitting diodes(LEDs)grown on silicon substrate was investigated.The results show that AlGaN interlayer is beneficial to improve the luminous efficiency of LED devices and restrain the phase separation of In GaN.The former is ascribed to the inserted AlGaN layers can play a key role in determining the carrier distribution and screening dislocations in the active region,and the latter is attributed to the increased compressive stress in the quantum well.However,when the electrical stress aging tests were performed at a current density of 100 A/cm^2,LED devices with AlGaN interlayers are more likely to induce the generation/proliferation of defects in the active region under the effect of electrical stress,resulting in the reduced light output power at low current density.