JAJA674A June   2020  – April 2024 TPS3851-Q1 , TPS7A16A-Q1

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   商標
  4. はじめに
  5. 故障のタイプと定量的なランダム ハードウェア故障指標
  6. 製品寿命にわたるランダム故障と BFR の推定
  7. BFR の推定方法
  8. Siemens SN 29500 FIT モデル
  9. IEC TR 62380
  10. BFR 計算の推奨前提条件
  11. 過渡故障に特化した考慮事項
  12. IEC TR 62380 と SN 29500 の間の BFR の差異 (パッケージ起因)
  13. 10BFR に対する電源投入期間の影響
  14. 11TI 製品として期待できるもの
  15. 12まとめ
  16. 13参考資料
  17. 14改訂履歴

IEC TR 62380

IEC 62380 規格は、機能安全分析で BFR を推定する際にも広く使われています。この規格は、電子部品、プリント基板 (PCB)、機器の信頼性を予測するための普遍的モデルの概要を記載した信頼性データ ハンドブックです。本書は 2004 年に発行され、その後廃止されました。しかし、ISO 26262 規格 (現在は第 2 版、2018 年改訂) は、新しく発行された『Part 11 – Guidelines on Application of ISO 26262 to Semiconductors』の一部として IEC 62380 規格を取り込んでいます。

IEC TR 62380 の IC 故障率は、ダイ、パッケージ、電気的オーバーストレス (EOS) に関連する故障率の合計としてモデル化されています。ここで、

  • ダイに関連する故障率の式には、IC のタイプとテクノロジー、トランジスタ数、熱的ミッション プロファイル、接合部温度、動作および非動作寿命の項が含まれています。
  • パッケージに関連する故障率の式には、熱膨張による機械的ストレス、熱サイクル、熱的ミッション プロファイル、パッケージ タイプ、パッケージ材料の項が含まれています。
  • EOS 故障率の式には、外部インターフェイスおよび電気的環境を備えた特定のシステムの項が含まれています。

式 1 に、IEC TR 62380 の BFR の式を示します (元の規格から抜粋)。システム インテグレータは、BFR の計算に必要な情報を得るために IEC 62380 規格を参照する必要があります。

式 1.

式 2 に、IEC TR 62380 によるダイの FIT を示します。

式 2.
  • ここで、N はタイプ別のトランジスタ数、λ1 はトランジスタ タイプの倍率、λ2 はテクノロジーに基づく FIT 率、α は製造年の係数です。

式 3 に、IEC TR 62380 によるパッケージの FIT を示します。

式 3.
  • ここで、πα は IC と PCB の熱膨張係数の差、λ3 はパッケージのタイプとサイズによるパッケージ倍率です。

式 4 に、IEC TR 62380 による EOS FIT を示します。

式 4.
  • ここで、デフォルトの前提条件は EOS = 0 です。

IC のアプリケーションが表に記載されており、システムが回路基板上の IC と外部環境との間の外部接続を持つ場合、システム インテグレータは必要に応じて EOS 値を追加できます。

表 6-1 に、IEC TR 62380 に基づく自動車用ミッション プロファイルの表のデータを示します。この表によると、自動車用モーター制御アプリケーションの総稼働時間は年間約 500 時間であり、1 日あたり 4 回の日中の起動、2 回の夜間の起動、年間 30 日の不使用が想定されています。

表 6-1 IEC TR 62380 による代表的なアプリケーションのミッション プロファイル

ミッション プロファイルのフェーズ

温度1

温度 2

温度3

オン / オフ比

2 回の夜間の起動

4 回の日中の起動

使われない車両

アプリケーションの種類

(tac)1

°c

t1

(tac)2

°c

t2

(tac)3

°c

t3

ton

toff

n1

Cycles/year

∆T1

°C/cycle

n2

Cycles/year

∆T2

°C/cycle

n2

Cycles/year

∆T3

°C/cycle

モーター制御

32

0.020

60

0.015

85

0.023

0.058

0.942

670

1340

30

10

乗員室

27

0.006

30

0.046

85

0.006

0.058

0.942

670

1340

30

10