[发明专利]基于单一加速因子的微机电器件寿命预测方法

权利要求书

1.基于单一加速因子的微机电器件寿命预测方法，其特征在于，包括：

步骤1，对一组微机电器件进行温度加速试验或者循环应力加速试验，每类加速试验对应一个加速因子作为变量，每一类加速试验至少进行两组试验，每组试验加速因子的数值不同；试验过程中，一组微机电器件中至少两个微机电器件损坏时，所述组微机电器件的试验结束，获得所述损坏微机电器件损坏时一组微机电器件的损坏率，以及所述损坏微机电器件的失效时间；

步骤2，通过每个损坏微机电器件的失效时间和一组微机电器件的损坏率，结合威布尔分布模型，获得试验组微机电器件的形状参数和平均寿命；

步骤3，对于温度应力试验，通过试验组微机电器件的形状参数和平均寿命，结合阿伦尼斯模型，获得试验常数与对应活化能，进而得到温度应力为单一影响因子时的寿命预测公式；

对于循环应力试验，通过试验组微机电器件的形状参数和平均寿命，结合逆幂模型，获得试验常数与对应活化能，进而得到循环应力为单一影响因子时的寿命预测公式。

2.根据权利要求1所述的基于单一加速因子的微机电器件寿命预测方法，其特征在于，一组微机电器件中的微机电器件数量≥5件。

3.根据权利要求1所述的基于单一加速因子的微机电器件寿命预测方法，其特征在于，步骤1中，试验过程中，每一个微机电器件连接有一个测试电路；通过测试电路根据设定时间检测并记录微机电器件是否正常运行，直至微机电器件发生损坏，记录此时该组微机电器件的损坏率及该微机电器件的失效时间；所述微机电器件的检测参数包括微机电器件的电阻、电容和谐振频率。

4.根据权利要求1所述的基于单一加速因子的微机电器件寿命预测方法，其特征在于，步骤2中的具体过程为：将每个损坏微机电器件的失效时间和损坏时一组微机电器件的损坏率分别代入威布尔分布模型中，获得每一组微机电器件试验条件下的形状参数和平均寿命。

5.根据权利要求4所述的基于单一加速因子的微机电器件寿命预测方法，其特征在于，所述威布尔分布模型为：

其中，t是失效时间，m是形状参数，η表示器件的平均寿命，F(t)是t时刻的故障率。

6.根据权利要求5所述的基于单一加速因子的微机电器件寿命预测方法，其特征在于，所述威布尔分布模型可以变形为：

7.根据权利要求1所述的基于单一加速因子的微机电器件寿命预测方法，其特征在于，步骤2中，结合每组的平均寿命通过以下公式能够获得温度应力下的加速系数τ₁和循环应力下的加速系数τ₂：

其中T_a和T_b分别表示两次温度应力试验时施加的温度值，单位为开尔文；

其中v_a和v_b分别表示两次循环应力试验时施加的电压值，单位为伏特。

8.根据权利要求1所述的基于单一加速因子的微机电器件寿命预测方法，其特征在于，步骤3中，所述阿伦尼斯模型为：

η₁＝A₁e^E/KT (6)

其中，η₁是设备器件平均寿命，E是活化能，K是玻尔兹曼常数为8.617*10^-5eV/℃，T是温度应力单位开尔文，A₁是与试验机理和试验条件相关的一个常数。

9.根据权利要求1所述的基于单一加速因子的微机电器件寿命预测方法，其特征在于，步骤3中，所述逆幂模型：

η₂＝A₂v^E (7)

其中，η₂是设备器件平均寿命，E是活化能，v是扭转应力，A₂是与试验机理和试验条件相关的一个常数。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的基于单一加速因子的微机电器件寿命预测方法，其特征在于，所述微机电器件包括能量采集器、执行器和传感器。