贮存环境对某型霍尔电路性能参数的影响研究

李坤兰 ， 王首臻 ， 杨少华

（1.工业和信息化部电子第五研究所，广东 广州 510610；2.广东省电子信息产品可靠性技术重点实验室，广东 广州 510610；3.广州市电子信息产品可靠性与环境工程重点实验室，广东 广州 510610；4.二炮装备研究院，北京 100085）

0 引言

霍尔电路能够检测出磁场的细微的变化情况，测量压力、质量、液位、流速和流量等。产品具有线性度好、功耗低和灵敏度高，以及输出阻抗低等优点。目前的霍尔集成电路都可以承受一定的振动，可在-40～150℃的环境中正常工作，全部密封不受水和油的污染，完全能够适应汽车的恶劣的工作环境。在自动控制和信息处理等方面有着广泛的应用[1-2]。

目前，对霍尔集成电路的研究主要集中在其工作状态的可靠性上，而对于其贮存状态则研究得较少。本文主要研究了贮存环境条件对某型霍尔集成电路的性能参数的影响。

1 试验

对某厂生产的40只某型霍尔集成电路开展了长期贮存试验 （带包装），贮存地点分别为A（寒温）、B （亚湿热）、C （亚湿热）、D （热带海洋）4地，贮存环境为室内无空调通风环境。试验结果显示，虽然该批试验样品已贮存了17年，但是跟踪监测到的试验样品的性能参数高电平-低电平磁感应强度 （工作点）BH-L、低电平-高电平磁感应强度 （释放点）BL-H和回差BH均合格。

2 性能参数的T-检验方法

2.1 T-检验的基本原理 [3-5]

假设D地的器件的性能参数服从正态分布N（μ1，σ2），C地的器件的性能参数服从正态分布N（μ2， σ2）， 其中共同的 σ2未知。分别从总体中抽取样本 （X1， X2， …， Xn1） 和 （Y1， Y2， …， Yn1），且两个样本相互独立， 现假设 H0： μ1=μ2， H1：μ1≠μ2。 则构造新统计量：

S21和S22分别为两总体的子样本方差。n1和n2分别为样本的样本数。如果假设成立，根据抽样分布定理，则统计量T服从自由度为n1+n2-2的t分布。对于给定的α，由t分布表的临界值tα/2（n1+n2-2），可以得到：

如果算出的T的值落入其拒绝域C：|T|≥tα/2（n1+n2-2）}内，则 H0不成立。

2.2 计算依据

利用统计软件SPSS来检测各试验站间样品的参数是否存在显著性差异，将某一个试验站的某参数的历年测试值作为一个序列，然后来两两比较其值是否有显著的差异。

3 结果与讨论

3.1 高电平-低电平磁感应强度 （工作点） （BH-L）的T-检验结果

对在A、B、C、D 4地贮存期间试验样品的性能参数BH-L的测试数据进行T-检验，计算的统计量如表1所示，计算结果如表2所示。

表1 BH-L计算的统计量

从表2中可以得出以下结论：

1）A—B两地的试验样品的性能参数BH-L无显著的差异；

2）A—C两地的试验样品的性能参数BH-L无显著的差异；

3）A—D两地的试验样品的性能参数BH-L有显著的差异；

4）B—C两地的试验样品的性能参数BH-L无显著的差异；

5）B—D两地的试验样品的性能参数BH-L有显著的差异；

6）C—D两地的试验样品的性能参数BH-L有显著的差异。

3.2 释放点磁感应强度 （BL-H） 的T-检验结果

对在A、B、C、D 4地贮存期间试验样品的性能参数BL-H的测试数据进行T-检验，计算的统计量如表3所示，计算结果如表4所示。

从表3中可以得出以下结论：

1）A—B两地的试验样品的性能参数BL-H无显著的差异；

表2 BH-LT-检验的计算结果

表3 BL-H计算的统计量

2）A—C两地的试验样品的性能参数BL-H无显著的差异；

3）A—D两地的试验样品的性能参数BL-H有显著的差异；

4）B—C两地的试验样品的性能参数BL-H无显著的差异；

5）B—D两地的试验样品的性能参数BL-H有显著的差异；

表4 BL-HT-检验的计算结果

6） C—D两地的试验样品的性能参数BL-H有显著的差异。

3.3 回差 （BH）的T-检验结果

对在A、B、C、D 4地贮存期间试验样品的性能参数BH的测试数据进行T-检验，计算的统计量如表5所示，计算结果如表6所示。

从表4中可以得出以下结论：

1）A—B两地的试验样品的性能参数BH无显著的差异；

2）A—C两地的试验样品的性能参数BH无显著的差异；

3）A—D两地的试验样品的性能参数BH有显著的差异；

4）B—C两地的试验样品的性能参数BH无显著的差异；

5）B—D两地的试验样品的性能参数BH无显著的差异；

表5 BH计算的统计量

6）C—D两地的试验样品的性能参数无显著的差异。

3.4 主要参数BH-L、BL-H、BH的各地区差异显著性分析汇总

汇总样品的主要参数BH-L、BL-H、BH的T-检验的结果，汇总结果如表7所示。

由表7可知，BH参数除了在A—D两地之间有显著的差异外，在其余各贮存地点之间均无显著的差异。BH-L参数和BL-H参数在A-D、B-D、C-D地之间有显著的差异，在其余各贮存地点之间均无显著的差异。说明该型样品在各地贮存17年后，各地贮存环境条件对器件的性能参数的影响各不相同。

表7 4地之间T-检验的差异显著性分析汇总表

表6 BHT-检验的计算结果

4 结束语

在A （寒温）、B （亚湿热）、C （亚湿热）、D（热带海洋）4地的库房里对某厂生产的40只某型霍尔集成电路开展了为期17年的库房贮存试验，跟踪测试了试验样品的高电平-低电平磁感应强度（工作点）BH-L、低电平-高电平磁感应强度 （释放点）BL-H和回差BH等性能参数，并应用T-检验对A、B、C、D 4个地方的贮存环境对试验样品性能参数的影响进行了分析研究，结果表明，各地贮存环境条件对器件的性能参数的影响各不相同。

[1]李坤兰.某种电阻器长期贮存寿命预测研究 [J].电子产品可靠性与环境试验，2013，31（6）：32-35.

[2]白韵红.集成霍尔传感器的发展 [J].自动化仪表，2003， 24 （3）： 31-35.

[3]张子华，李坤兰，丘森宝.某型固体继电器储存性能退化规律研究 [J].装备环境工程，2009，6（6）：39-41.

[4]张尧庭，方开泰.多元统计分析引论 [M].北京：科学出版社，2003：267-274.

[5]马凤鸣，王忠礼.假设检验方法及应用 [J].长春大学学报， 2012， 22 （2）： 156-167.