貯存環(huán)境對某型霍爾電路性能參數(shù)的影響研究

李坤蘭 ， 王首臻 ， 楊少華

（1.工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣東 廣州 510610；2.廣東省電子信息產品可靠性技術重點實驗室，廣東 廣州 510610；3.廣州市電子信息產品可靠性與環(huán)境工程重點實驗室，廣東 廣州 510610；4.二炮裝備研究院，北京 100085）

0 引言

霍爾電路能夠檢測出磁場的細微的變化情況，測量壓力、質量、液位、流速和流量等。產品具有線性度好、功耗低和靈敏度高，以及輸出阻抗低等優(yōu)點。目前的霍爾集成電路都可以承受一定的振動，可在-40～150℃的環(huán)境中正常工作，全部密封不受水和油的污染，完全能夠適應汽車的惡劣的工作環(huán)境。在自動控制和信息處理等方面有著廣泛的應用[1-2]。

目前，對霍爾集成電路的研究主要集中在其工作狀態(tài)的可靠性上，而對于其貯存狀態(tài)則研究得較少。本文主要研究了貯存環(huán)境條件對某型霍爾集成電路的性能參數(shù)的影響。

1 試驗

對某廠生產的40只某型霍爾集成電路開展了長期貯存試驗 （帶包裝），貯存地點分別為A（寒溫）、B （亞濕熱）、C （亞濕熱）、D （熱帶海洋）4地，貯存環(huán)境為室內無空調通風環(huán)境。試驗結果顯示，雖然該批試驗樣品已貯存了17年，但是跟蹤監(jiān)測到的試驗樣品的性能參數(shù)高電平-低電平磁感應強度 （工作點）BH-L、低電平-高電平磁感應強度 （釋放點）BL-H和回差BH均合格。

2 性能參數(shù)的T-檢驗方法

2.1 T-檢驗的基本原理 [3-5]

假設D地的器件的性能參數(shù)服從正態(tài)分布N（μ1，σ2），C地的器件的性能參數(shù)服從正態(tài)分布N（μ2， σ2）， 其中共同的 σ2未知。分別從總體中抽取樣本 （X1， X2， …， Xn1） 和 （Y1， Y2， …， Yn1），且兩個樣本相互獨立， 現(xiàn)假設 H0： μ1=μ2， H1：μ1≠μ2。 則構造新統(tǒng)計量：

S21和S22分別為兩總體的子樣本方差。n1和n2分別為樣本的樣本數(shù)。如果假設成立，根據(jù)抽樣分布定理，則統(tǒng)計量T服從自由度為n1+n2-2的t分布。對于給定的α，由t分布表的臨界值tα/2（n1+n2-2），可以得到：

如果算出的T的值落入其拒絕域C：|T|≥tα/2（n1+n2-2）}內，則 H0不成立。

2.2 計算依據(jù)

利用統(tǒng)計軟件SPSS來檢測各試驗站間樣品的參數(shù)是否存在顯著性差異，將某一個試驗站的某參數(shù)的歷年測試值作為一個序列，然后來兩兩比較其值是否有顯著的差異。

3 結果與討論

3.1 高電平-低電平磁感應強度 （工作點） （BH-L）的T-檢驗結果

對在A、B、C、D 4地貯存期間試驗樣品的性能參數(shù)BH-L的測試數(shù)據(jù)進行T-檢驗，計算的統(tǒng)計量如表1所示，計算結果如表2所示。

表1 BH-L計算的統(tǒng)計量

從表2中可以得出以下結論：

1）A—B兩地的試驗樣品的性能參數(shù)BH-L無顯著的差異；

2）A—C兩地的試驗樣品的性能參數(shù)BH-L無顯著的差異；

3）A—D兩地的試驗樣品的性能參數(shù)BH-L有顯著的差異；

4）B—C兩地的試驗樣品的性能參數(shù)BH-L無顯著的差異；

5）B—D兩地的試驗樣品的性能參數(shù)BH-L有顯著的差異；

6）C—D兩地的試驗樣品的性能參數(shù)BH-L有顯著的差異。

3.2 釋放點磁感應強度 （BL-H） 的T-檢驗結果

對在A、B、C、D 4地貯存期間試驗樣品的性能參數(shù)BL-H的測試數(shù)據(jù)進行T-檢驗，計算的統(tǒng)計量如表3所示，計算結果如表4所示。

從表3中可以得出以下結論：

1）A—B兩地的試驗樣品的性能參數(shù)BL-H無顯著的差異；

表2 BH-LT-檢驗的計算結果

表3 BL-H計算的統(tǒng)計量

2）A—C兩地的試驗樣品的性能參數(shù)BL-H無顯著的差異；

3）A—D兩地的試驗樣品的性能參數(shù)BL-H有顯著的差異；

4）B—C兩地的試驗樣品的性能參數(shù)BL-H無顯著的差異；

5）B—D兩地的試驗樣品的性能參數(shù)BL-H有顯著的差異；

表4 BL-HT-檢驗的計算結果

6） C—D兩地的試驗樣品的性能參數(shù)BL-H有顯著的差異。

3.3 回差 （BH）的T-檢驗結果

對在A、B、C、D 4地貯存期間試驗樣品的性能參數(shù)BH的測試數(shù)據(jù)進行T-檢驗，計算的統(tǒng)計量如表5所示，計算結果如表6所示。

從表4中可以得出以下結論：

1）A—B兩地的試驗樣品的性能參數(shù)BH無顯著的差異；

2）A—C兩地的試驗樣品的性能參數(shù)BH無顯著的差異；

3）A—D兩地的試驗樣品的性能參數(shù)BH有顯著的差異；

4）B—C兩地的試驗樣品的性能參數(shù)BH無顯著的差異；

5）B—D兩地的試驗樣品的性能參數(shù)BH無顯著的差異；

表5 BH計算的統(tǒng)計量

6）C—D兩地的試驗樣品的性能參數(shù)無顯著的差異。

3.4 主要參數(shù)BH-L、BL-H、BH的各地區(qū)差異顯著性分析匯總

匯總樣品的主要參數(shù)BH-L、BL-H、BH的T-檢驗的結果，匯總結果如表7所示。

由表7可知，BH參數(shù)除了在A—D兩地之間有顯著的差異外，在其余各貯存地點之間均無顯著的差異。BH-L參數(shù)和BL-H參數(shù)在A-D、B-D、C-D地之間有顯著的差異，在其余各貯存地點之間均無顯著的差異。說明該型樣品在各地貯存17年后，各地貯存環(huán)境條件對器件的性能參數(shù)的影響各不相同。

表7 4地之間T-檢驗的差異顯著性分析匯總表

表6 BHT-檢驗的計算結果

4 結束語

在A （寒溫）、B （亞濕熱）、C （亞濕熱）、D（熱帶海洋）4地的庫房里對某廠生產的40只某型霍爾集成電路開展了為期17年的庫房貯存試驗，跟蹤測試了試驗樣品的高電平-低電平磁感應強度（工作點）BH-L、低電平-高電平磁感應強度 （釋放點）BL-H和回差BH等性能參數(shù)，并應用T-檢驗對A、B、C、D 4個地方的貯存環(huán)境對試驗樣品性能參數(shù)的影響進行了分析研究，結果表明，各地貯存環(huán)境條件對器件的性能參數(shù)的影響各不相同。

[1]李坤蘭.某種電阻器長期貯存壽命預測研究 [J].電子產品可靠性與環(huán)境試驗，2013，31（6）：32-35.

[2]白韻紅.集成霍爾傳感器的發(fā)展 [J].自動化儀表，2003， 24 （3）： 31-35.

[3]張子華，李坤蘭，丘森寶.某型固體繼電器儲存性能退化規(guī)律研究 [J].裝備環(huán)境工程，2009，6（6）：39-41.

[4]張堯庭，方開泰.多元統(tǒng)計分析引論 [M].北京：科學出版社，2003：267-274.

[5]馬鳳鳴，王忠禮.假設檢驗方法及應用 [J].長春大學學報， 2012， 22 （2）： 156-167.