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关于SN29500学习笔记---如何根据该标准计算实际FIT

news 2025/10/27 9:12:45

一、SN29500讲了些什么内容

二、具体如何计算不同类别的实际期望失效率

1）λref的获得

2）Πu因子获得

3) Πt因子获得

4）ΠQ因子获得

这是一篇学习笔记，前期参与一个功能安全硬件开发，但没有仔细研读SN29500，稀里糊涂，没搞清楚实际FIT具体是如何得到的，抽空补一补。这片记录主要描述两个问题：一是SN29500讲了什么内容；二是以电容为例，说明如何使用SN29500计算实际期望FIT。

一、SN29500讲了些什么内容

SN29500标准总体可以看成一个总分结构。

SN29500-1作为综述部分，介绍了一些定义术语，是整个系列标准的基础，定义了可靠性预测的基本概念、通用失效率模型、环境条件、降额因子等。其重点提供了一种通用的建模模型，将影响失效率的因素提取成影响因子，并给出了影响因子的具体计算公式表达，解决标准失效率到实际失效率转换的问题。为快速初步估算实际失效率提供了解决办法，主要用于估算选型和可靠性初步估算。

SN29500-2~-15，作为不同元器件失效率期望值计算的具体指导和执行文件。针对几乎所有类别的电子元器件（集成电路、三极管MOS管、阻容感、电气连接器、光学连接器、继电器、开关按钮、信号灯、接触器、光学元器件、半导体激光器、光耦、低压网络的保护装置）等均给出了具体的计算公式。

值得注意的是，-1中提供的通用计算公式与后边的各类别的元器件的计算公式并不是完全一致的。也不是简单的包含与被包含关系。Deepseek给我举了例子，引用进来，方便理解。

“您可以把SN29500系列想象成烹饪：SN29500-1 就像是 《烹饪基本原理》 ：它告诉你炒、炸、蒸、煮的区别，告诉你盐、糖、醋如何影响风味。它不教你做任何一道具体的菜。

SN29500-2~15 就像是 《川菜菜谱》、《粤菜点心大全》 ：它们给你每一道菜（具体元器件）的精确配方和步骤。”

那么问题来了，具体到一种通用，在-2~15中已包含的器件类别来说，想要计算实际电路中的期望FIT值，是使用-1中的公式还是-2~15中的公式呢？

答案是使用-2~15中的公式进行具体计算，会更准确。原因是-1公式提供一个“放之四海而皆准”的理论框架。它的公式旨在描述半导体器件失效物理的本质规律，适用于在缺乏具体数据时进行初步估算。而-2~15中的公式提供了更精确、更实用的预测模型。这些模型是基于大量该类型元器件的现场失效数据，对通用模型进行修正和细化后得到的。公式更复杂、参数更多，考虑了更多影响该类型器件失效率的具体因素，因此也更贴近实际真实失效率。

二、具体如何计算不同类别的实际期望失效率

下面以陶瓷贴片电容为例，尝试计算下在特定场景下的实际期望失效值。

电容归属于29500-4 被动元器件实际期望计算这个章节中。

针对不同类别的器件，由于影响失效率的主要考虑因素不同，如下是SN29500-4对不同被动元器件的具体计算公式。

具体到电容，根据说明我们使用标准中4.1的计算公式。的这里引入了λref、Πu，Πt，ΠQ几个参数。除了λref标准失效率，剩下的三个分别为电压因子、温度因子、质量因子。

1）λref的获得

其中λref基础失效率，针对指定类型的器件来说是常数。通常可以查表获得。

以比较常用的X7R陶瓷电容为例，通过查询SN29500-4 其λref=2 FIT。

另外，元器件也可以咨询原厂获得FIT信息；有些大厂比如TI这些失效率相关的文档可以直接在官网下载。

2）Πu因子获得

其中Πu的计算公式如下：

这里涉及U、Uref、C1、C2、C3，其中U为器件在电路中工作电压，Uref是参考电压，Umax为额定电压。这里比较不好理解的是Uref：这个电压值是一个“标尺”，用于将实际工作电压 U 归一化，从而计算出相对的电压应力水平。它通常不等于元器件的额定电压。在SN 29500的失效率计算模型中，Uref 是一个固定的、标准化的值，用于在不同类型的元器件之间建立一致的比较和计算基准。