本发明涉及电子元器件冷却,尤其涉及一种电子元器件在冷却液中可靠性试验方法及系统。
背景技术:
1、电子元器件在冷却液中可靠性是指电子在液体冷却环境下,元器件能够持续稳定工作并维持其性能指标,不出现故障或性能下降的特性,通过评测电子元器件在冷却液中的可靠性,可以检查元器件在液体冷却条件下承受的热应力,确保它们能够在温度变化中保持稳定,随着大数据、云计算等技术的发展,电子元器件的散热需求也变得越来越高。
2、现有的电子元器件在冷却液中可靠性的试验主要采用热冲击试验法,该方法中冷却液通过热交换器与电子元器件接触,实现高效且快速的温度变化,但快速的温度变化可能导致热应力集中在电子元器件的特定部位,如电子元器件的内部焊点,造成电子元器件结构的损坏,进而导致电子元器件在冷却液中可靠性试验的失效。
技术实现思路
1、本发明提供一种电子元器件在冷却液中可靠性试验方法及系统,其主要目的在于提升电子元器件在冷却液中可靠性实验的稳定性。
2、为实现上述目的,本发明提供的一种电子元器件在冷却液中可靠性试验方法,包括:
3、对待试验的电子元器件进行初始的电性能测试,得到初始电性能数据,配置所述电子元器件的冷却液,分析所述冷却液与所述电子元器件的兼容关系,并基于所述兼容关系,调配所述电子元器件与所述冷却液的试验装置,在所述电子元器件与所述冷却液放入所述试验装置后,设定所述试验装置的执行条件;
4、在所述执行条件下,设置所述冷却液的温度梯度,分析所述温度梯度对所述电子元器件表面的热应力,并识别所述热应力在所述电子元器件表面的聚集点,实时监测所述聚集点在所述温度梯度下的电性能参数,基于所述初始电性能数据,分析所述电性能参数在所述热应力下的性能变化,对所述性能变化进行趋势分析,得到趋势分析结果;
5、基于所述趋势分析结果,评估所述电子元器件在所述热应力下的性能退化程度,并基于所述性能退化程度,识别所述电子元器件在所述热应力下的失效模式,评估所述失效模式的风险等级,基于所述性能退化程度和所述风险等级,评测所述电子元器件在所述冷却液中的使用寿命;
6、基于所述趋势分析结果和所述使用寿命,对所述电子元器件在所述冷却液中可靠性进行试验。
7、可选地,所述对待试验的电子元器件进行初始的电性能测试,得到初始电性能数据,包括:
8、分析所述电子元器件的属性项;
9、基于所述属性项,识别所述电子元器件的受检参数,并设定所述受检参数的检测设备;
10、基于所述检测设备,对待冷却的电子元器件进行初始的电性能测试,得到初始电性能数据。
11、可选地,所述分析所述冷却液与所述电子元器件的兼容关系,包括:
12、对所述电子元器件与所述冷却液进行浸没相容处理,得到浸没相容结果;
13、检测所述电子元器件在所述浸没相容结果下的表面状态,并评估所述冷却液对所述表面状态的异变效应;
14、分析所述冷却液在所述电子元器件间的流变因子,并评测所述流变因子对所述电子元器件的散热影响;
15、基于所述异变效应和所述散热影响,分析所述冷却液与所述电子元器件的兼容关系。
16、可选地,所述分析所述温度梯度对所述电子元器件表面的热应力,包括:
17、采集所述电子元器件的温度梯度数据,提取出所述温度梯度数据中的温度分布;
18、计算所述电子元器件在所述温度梯度下的热膨胀量;
19、基于所述温度分布和所述热膨胀量,分析所述电子元器件的热变形;
20、基于所述热变形,分析所述温度梯度对所述电子元器件表面的热应力。
21、可选地,所述电子元器件在所述温度梯度下的热膨胀量计算可以利用下述公式实现:
22、
23、其中,δl表示电子元器件在所述温度梯度下的热膨胀量,n表示不同温度梯度下电子元器件的分段数量,l0i表示初始温度梯度下电子元器件第i段的初始长度,ai是电子元器件第i段的热膨胀系数,ti表示电子元器件第i段的最终温度,ti-1表示电子元器件第i-1段的初始温度。
24、可选地,所述基于所述初始电性能数据,分析所述电性能参数在所述热应力下的性能变化,包括:
25、基于所述初始电性能数据,设定所述电性能参数在所述热应力下的标准阈值;
26、构建所述电性能参数在所述热应力下的趋势模型,并导入所述标准阈值在所述趋势模型之后;
27、基于所述趋势模型,对照所述标准阈值与所述电性能参数的偏差数据后,计算所述偏差数据的偏差率,并根据所述偏差率,分析所述电性能参数在所述热应力下的性能变化。
28、可选地,所述电性能参数在所述热应力下的趋势模型构建可以通过线性趋势模型获取,所述偏差数据的偏差率计算可以利用下述公式实现:
29、
30、其中,r表示电性能参数对应的偏差率,ai表示偏差数据对应电性能参数中第i个电性能参数的测量值,s表示偏差数据对应电性能参数的标准阈值,n表示偏差数据对应电性能参数的数量。
31、可选地,所述基于所述趋势分析结果,评估所述电子元器件在所述热应力下的性能退化程度,包括:
32、对所述电子元器件在所述冷却液中进行温度变化的效果模拟;
33、采集所述效果模拟下所述电子元器件的性能数据,并对所述性能数据进行时间序列分析,得到时间序列分析结果;
34、基于所述时间序列分析结果下的性能参数,分析所述电子元器件在所述热应力下的性能退化程度。
35、可选地,所述评估所述失效模式的风险等级,包括:
36、分析所述失效模式对应的性能风险;评测所述失效模式的发生概率;
37、对所述失效模式进行可探测性评估,得到可探测性评估结论;
38、根据所述性能风险、所述发生概率和所述可探测性评估结论,计算所述失效模式的风险优先数;
39、基于所述风险优先数,评估所述失效模式的风险等级。
40、为了解决上述问题,本发明还提供一种电子元器件在冷却液中可靠性试验系统,所述系统包括:
41、执行条件设定模块,用于对待试验的电子元器件进行初始的电性能测试,得到初始电性能数据,配置所述电子元器件的冷却液,分析所述冷却液与所述电子元器件的兼容关系,并基于所述兼容关系,调配所述电子元器件与所述冷却液的试验装置,在所述电子元器件与所述冷却液放入所述试验装置后,设定所述试验装置的执行条件;
42、趋势分析模块,用于在所述执行条件下,设置所述冷却液的温度梯度,分析所述温度梯度对所述电子元器件表面的热应力,并识别所述热应力在所述电子元器件表面的聚集点,实时监测所述聚集点在所述温度梯度下的电性能参数,基于所述初始电性能数据,分析所述电性能参数在所述热应力下的性能变化,对所述性能变化进行趋势分析,得到趋势分析结果;
43、使用寿命评测模块,用于基于所述趋势分析结果,评估所述电子元器件在所述热应力下的性能退化程度,并基于所述性能退化程度,识别所述电子元器件在所述热应力下的失效模式,评估所述失效模式的风险等级,基于所述性能退化程度和所述风险等级,评测所述电子元器件在所述冷却液中的使用寿命;
44、可靠性实验模块,用于基于所述趋势分析结果和所述使用寿命,对所述电子元器件在所述冷却液中可靠性进行试验。
45、本发明实施例通过对待试验的电子元器件进行初始的电性能测试,得到初始电性能数据,可以用来对比试验过程中的性能变化,分析电子元器件在不同条件下的性能退化情况;可选地,本发明实施例通过在所述电子元器件与所述冷却液放入所述冷却装置后,设定所述冷却装置的环境参数,可以测试电子元器件在各种环境下的长期稳定性;本发明实施例通过在所述执行条件下,设置所述冷却液的温度梯度,可以评测电子元器件在不同温度下的热应力分布;本发明实施例通过分析所述温度梯度对所述电子元器件表面的热应力,可以及时发现电子元器件出现过热现象,避免设备突然停机或损坏,本发明实施例通过实时监测所述聚集点在所述温度梯度下的电性能参数,可以了解电子元器件在不同温度下的性能表现,有助于优化设计,确保在工作温度范围内保持最佳性能,最后,本发明实施例通过基于所述趋势分析结果和所述使用寿命,对所述电子元器件在所述冷却液中可靠性进行试验,可以确认电子元器件在冷却液中长期工作时的性能稳定性,有助于识别和优先处理高风险的失效模式,降低产品在市场上的潜在召回风险和品牌信誉损失。因此,本发明可以提升电子元器件在冷却液中可靠性实验的稳定性。
1.一种电子元器件在冷却液中可靠性试验方法,其特征在于,所述方法包括:
2.如权利要求1所述的电子元器件在冷却液中可靠性试验方法,其特征在于,所述对待试验的电子元器件进行初始的电性能测试,得到初始电性能数据,包括:
3.如权利要求1所述的电子元器件在冷却液中可靠性试验方法,其特征在于,所述分析所述冷却液与所述电子元器件的兼容关系,包括:
4.如权利要求1所述的电子元器件在冷却液中可靠性试验方法,其特征在于,所述分析所述温度梯度对所述电子元器件表面的热应力,包括:
5.如权利要求4所述的电子元器件在冷却液中可靠性试验方法,其特征在于,所述电子元器件在所述温度梯度下的热膨胀量计算可以利用下述公式实现:
6.如权利要求1所述的电子元器件在冷却液中可靠性试验方法,其特征在于,所述基于所述初始电性能数据,分析所述电性能参数在所述热应力下的性能变化,包括:
7.如权利要求6所述的电子元器件在冷却液中可靠性试验方法,其特征在于,所述电性能参数在所述热应力下的趋势模型构建可以通过线性趋势模型获取,所述偏差数据的偏差率计算可以利用下述公式实现:
8.如权利要求1所述的电子元器件在冷却液中可靠性试验方法,其特征在于,所述基于所述趋势分析结果,评估所述电子元器件在所述热应力下的性能退化程度,包括:
9.如权利要求1所述的电子元器件在冷却液中可靠性试验方法,其特征在于,所述评估所述失效模式的风险等级,包括:
10.一种电子元器件在冷却液中可靠性试验系统,其特征在于,用于执行如权利要求1-9中任意一项所述的电子元器件在冷却液中可靠性试验方法,所述系统包括: