[发明专利]宇航元器件地面与在轨寿命结合性试验测试方法

权利要求书

1.一种功率器件的地面与在轨寿命结合性试验评估方法，其特征在于包括如下几个步骤，

步骤1，进行地面加速寿命试验，其包括如下步骤：

步骤1.1，确定功率器件的加速试验的加速因子；

加速因子是加速器件寿命损耗的因素，对于功率器件，通过提高寿命试验的加速因子确保器件能够达到“浴盆曲线”的最后阶段从而进入损耗期；

“浴盆曲线”是指包括元器件在内一般产品的失效率随寿命周期而变化的曲线，其具有早期失效期、可用寿命期、损耗期三个阶段；

步骤1.1.1，选取GaAs微波功率器件；

步骤1.1.2，确定结温；对于GaAs微波功率器件其结温根据沟道热阻值和功耗计算；

步骤1.2，搭建加速寿命试验平台，设定测试时间、测试参数和测试条件；

步骤1.3，在不同加速因子条件下同时地面加速寿命试验；

试验在230℃、250℃和270℃的三个试验结温下开展，每个试验结温有8只样品，直至超过30%的样品失效终止试验，若失效数未达到总数的30%而经数据处理确认产品可靠性已达到指标要求，则可终止该试验；

步骤1.4，采用威布尔图估法进行数据处理；

步骤1.5，外推寿命；

步骤2，进行在轨试验，其包括如下步骤：

步骤2.1，在轨试验样品选定，当上述地面试验的最高试验结温下有一只GaAs微波功率器件失效时，则判断整体样本进入“浴盆曲线”的最后阶段，选取最低试验结温下一只未失效的GaAs微波功率器件作为在轨试验样品；

步骤2.2，装机飞行，将上述在轨试验样品装机进行在轨飞行，其他试验样品继续地面加速寿命试验；

步骤2.3，在轨监测，实时监测上述在轨试验样品的直流参数和微波参数变化，在时间轴上观察GaAs微波功率器件参数变化趋势和变化量；根据参数改变来预测GaAs微波功率器件的参数退化； 

步骤2.4，外推寿命，根据在轨试验样品的在轨试验情况，借用地面加速寿命试验得到激活能                                                ，外推GaAs微波功率器件在结温为110℃的GaAs微波功率器件的寿命，即为所述在轨试验的器件的外推寿命；

步骤3，预计器件寿命水平,将步骤1中的所述地面加速寿命试验的器件的外推寿命与步骤2得到的所述在轨试验的器件的外推寿命比较，共同评估预计器件寿命水平。

2.根据权利要求1所述的一种功率器件的地面与在轨寿命结合性试验评估方法，其特征在于步骤1.1.2中，采用修正公式外推高温下沟道到管壳的热阻,

 

式中，：高温下沟道到管壳的热阻；

        ：高温下的沟道温度；

：测试温度下沟道到管壳的热阻；

：测试温度下的沟道温度； 

 ，

式中，：结温，：加热平台温度。

3.根据权利要求1所述的一种功率器件的地面与在轨寿命结合性试验评估方法，其特征在于步骤1.2中：

测试时间：0h、48h、120h 、240h、480h、1000h作为测试时间，具体测试时间可根据器件参数变化情况作具体选择；

测试参数：饱和漏电流、跨导、1dB压缩点输出功率、1dB压缩点功率增益；

测试条件如下表： 

 测试漏极电压偏置，栅极电压偏置，测试电流偏置，代表输入信号的工作频率；

当测试参数的变化率发生如下情况之一时，认定GaAs微波功率器件失效：饱和漏电流变化率，跨导变化率，1dB压缩点功率增益变化，1dB压缩点功率变化。

4.根据权利要求1所述的一种功率器件的地面与在轨寿命结合性试验评估方法，其特征在于：步骤1.3中具体为，试验在230℃、250℃和270℃的三个试验结温下开展，每个试验结温有8只样品，直至超过30%的样品失效终止试验；若失效数未达到总数的30%而经数据处理确认产品可靠性已达到指标要求，则可终止该试验。