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CN114236338A - 热循环试验方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

热循环试验方法、装置、存储介质及电子设备 Download PDF

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CN114236338A
CN114236338A CN202111539279.7A CN202111539279A CN114236338A CN 114236338 A CN114236338 A CN 114236338A CN 202111539279 A CN202111539279 A CN 202111539279A CN 114236338 A CN114236338 A CN 114236338A
Authority
CN
China
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temperature
fluid
test
thermal cycle
tested
Prior art date
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Pending
Application number
CN202111539279.7A
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English (en)
Inventor
陆金辉
周望君
罗海辉
宋舸
鲁迪旺
周亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhuzhou CRRC Times Semiconductor Co Ltd
Original Assignee
Zhuzhou CRRC Times Semiconductor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Zhuzhou CRRC Times Semiconductor Co Ltd filed Critical Zhuzhou CRRC Times Semiconductor Co Ltd
Priority to CN202111539279.7A priority Critical patent/CN114236338A/zh
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2607Circuits therefor
    • G01R31/2608Circuits therefor for testing bipolar transistors
    • G01R31/2619Circuits therefor for testing bipolar transistors for measuring thermal properties thereof

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

本发明提供了一种热循环试验方法、装置、存储介质及电子设备,涉及热循环试验技术领域,所述方法应用于热循环试验系统,该系统包括:待测器件、液槽组件和多个可控温容器;所述方法包括:获取试验温度变化曲线;在该曲线中的每一时刻,执行以下操作,以使待测器件的温度随时间的变化与该曲线一致:获取试验温度变化曲线中当前时刻对应的温度作为当前目标温度;基于当前目标温度和每个可控温容器中的流体的温度,获得每个可控温容器向液槽组件注入流体时的流量比;控制每个可控温容器基于该流量比向液槽组件中注入流体,以使待测器件的温度达到当前目标温度。本发明提供的技术方案,能够更加精确地控制待测器件的温度,以获得更准确的试验结果。

Description

热循环试验方法、装置、存储介质及电子设备
技术领域
本发明涉及热循环试验技术领域,特别地涉及一种热循环试验方法、装置、存储介质及电子设备。
背景技术
热循环试验通常针对功率半导体器件,以IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor,绝缘栅双极型晶体管)模块为例,IGBT模块是通过将芯片焊接在DBC衬板上,衬板焊接在基板上,引出主电极端子,并注胶和塑封。
由于基板、衬板和芯片的材料热膨胀系数存在差异,功率半导体器件工作的温度变化使各互联界面因热疲劳出现焊层空洞分层的现象,导致器件的热阻增加,影响器件的散热效率,最终导致产品的失效。而器件的热循环能力是影响器件应用寿命的重要因素之一。
传统的热循环试验一般是将器件放置在温变箱中,通过箱体中温度的变化,使器件实现被动的热循环,这种方式对于体积和热容较小的器件有较好的效果,但对于热容较大的器件,其温度跟随能力差,无法有效实现待测器件温度的精确控制,因此寿命评估的准确性和重复性较差。
在功率半导体领域,另一种传统的方法是将半导体器件直接安装在具有温度循环能力且温变速率可控的加热板上,该加热板通过加热棒加热,冷却水进行冷却,器件的温度随着加热板的变化而变化,相比温变箱热辐射的方式,器件与控温板直接接触的方式热传导效率明显更高,试验应力的施加更精准,但降温速率以及温度均匀性比较难以控制,且对于不平整基板来说,安装困难,基板与加热板的不充分接触导致温度跟随性差。
可见,现有的热循环试验方式具有待测器件的温度跟随性差,从而导致对待测器件的温度控制不精确、试验结果不准确的缺陷。
发明内容
针对上述现有技术中的问题,本发明提出了一种热循环试验方法、装置、存储介质及电子设备,能够更加精确地控制待测器件的温度,以获得更准确的试验结果。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
第一方面,本发明实施例提供了一种热循环试验方法,应用于热循环试验系统,所述热循环试验系统包括:待测器件、液槽组件和多个可控温容器;所述待测器件固定于所述液槽组件上;所述待测器件与所述液槽组件固定,以使所述待测器件的基板位于所述液槽组件中;当向所述液槽组件中注入预设量的流体时,所述待测器件的基板能够浸没于所述流体中;每个所述可控温容器中盛有不同温度的所述流体;每个所述可控温容器与所述液槽组件连通;所述方法包括:
获取预设的试验温度变化曲线;所述试验温度变化曲线反映了时间与试验温度之间的关系;
在所述试验温度变化曲线中的每一时刻,执行以下操作,以使所述待测器件的温度随时间的变化与所述试验温度变化曲线一致:
获取所述试验温度变化曲线中当前时刻对应的温度作为当前目标温度;
基于所述当前目标温度和每个所述可控温容器中的所述流体的温度,获得每个所述可控温容器向所述液槽组件注入所述流体时的流量比;
控制每个所述可控温容器基于所述流量比向所述液槽组件中注入所述流体,以使所述待测器件的温度达到所述当前目标温度。
优选地,多个所述可控温容器中的所述流体的温度呈等差数列排列,且所述流体的最高温度为所述试验温度变化曲线中的最高温度,所述流体的最低温度为所述试验温度变化曲线中的最低温度。
优选地,所述可控温容器有两个,分别为第一可控温容器和第二可控温容器;采用以下表达式来获得每个所述可控温容器向所述液槽组件注入所述流体时的流量比:
Figure BDA0003413441970000021
其中,K为所述流量比;T0为所述当前目标温度;T1为所述第一可控温容器中的所述流体的温度;T2为所述第二可控温容器中的所述流体的温度。
优选地,所述流体为油体。
优选地,所述待测器件的基板为针翅基板。
优选地,所述液槽组件的尺寸与所述待测器件的基板的尺寸相匹配。
进一步地,所述待测器件的基板与所述液槽组件之间通过耐高温密封圈密封。
进一步地,在所述在所述试验温度变化曲线中的每一时刻,执行以下操作,以使所述待测器件的温度随时间的变化与所述试验温度变化曲线一致之后,所述方法还包括:
对所述待测器件的预设部位进行应力检测,获得检测结果;
基于所述检测结果预测所述待测器件的寿命。
优选地,所述基于所述检测结果预测所述待测器件的寿命,包括:
基于所述检测结果和已知的Coffin-Mason寿命模型,获得所述待测器件的热循环寿命曲线;
基于所述待测器件的热循环寿命曲线预测所述待测器件的寿命。
第二方面,本发明实施例提供了一种热循环试验装置,应用于热循环试验系统,所述热循环试验系统包括:待测器件、液槽组件和多个可控温容器;所述待测器件固定于所述液槽组件上,以使所述待测器件的基板位于所述液槽组件中;当向所述液槽组件中注入预设量的流体时,所述待测器件的基板能够浸没于所述流体中;每个所述可控温容器中盛有不同温度的所述流体;每个所述可控温容器与所述液槽组件连通;所述装置包括:
温度曲线获取单元,用于获取预设的试验温度变化曲线;所述试验温度变化曲线反映了时间与试验温度之间的关系;
执行单元,用于在所述试验温度变化曲线中的每一时刻,执行以下操作,以使所述待测器件的温度随时间的变化与所述试验温度变化曲线一致:
获取所述试验温度变化曲线中当前时刻对应的温度作为当前目标温度;
基于所述当前目标温度和每个所述可控温容器中的所述流体的温度,获得每个所述可控温容器向所述液槽组件注入所述流体时的流量比;
控制每个所述可控温容器基于所述流量比向所述液槽组件中注入所述流体,以使所述待测器件的温度达到所述当前目标温度。
第三方面,本发明实施例提供了一种存储介质,所述存储介质上存储有程序代码,所述程序代码被处理器执行时,实现如上述实施例中任一项所述的热循环试验方法。
第四方面,本发明实施例提供了一种电子设备,所述电子设备包括存储器、处理器,所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的程序代码,所述程序代码被所述处理器执行时,实现如上述实施例中任一项所述的热循环试验方法。
本发明实施例提供的一种热循环试验方法、装置、存储介质及电子设备,基于当前目标温度和每个可控温容器中的流体的温度来获得每个可控温容器向液槽组件注入流体时的流量比,并通过控制每个可控温容器向液槽组件注入流体的流量比来使待测器件的温度达到当前目标温度,由于这种方式使得每一时刻的温度都能基于调整流体的流量比来获得,因此,相较于现有技术,能够更加精确地控制待测器件的温度,从而获得更加准确的试验结果。
附图说明
通过结合附图阅读下文示例性实施例的详细描述可更好地理解本发明公开的范围。其中所包括的附图是:
图1为本发明实施例的方法流程图;
图2为本发明实施例中具有针翅基板的待测器件的结构示意图;
图3为本发明实施例中的试验温度变化曲线;
图4为本发明实施例的装置结构图。
附图标记说明
1-待测器件 2-待测器件的针翅基板
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方法,借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一
针对功率半导体器件采用传统方法进行被动热循环试验存在温度跟随性差、温度控制精度低、降温速率控制难度大等缺陷,导致寿命建模准确度低,重复性差的问题,本发明提供了一种新的热循环试验方法,通过多个恒温流体基于积分原理混合调制实现温度的快速线性变化,解决了传统方法中待测器件温度跟随性差、焊层温度控制精度低、试验准确性和重复性差的问题。
根据本发明的实施例,提供了一种热循环试验方法,应用于热循环试验系统,所述热循环试验系统包括:待测器件、液槽组件和多个可控温容器;所述待测器件固定于所述液槽组件上,以使所述待测器件的基板位于所述液槽组件中;当向所述液槽组件中注入预设量的流体时,所述待测器件基板能够浸没于所述流体中;每个所述可控温容器中盛有不同温度的所述流体;每个所述可控温容器与所述液槽组件连通。
如图1所示,本发明实施例所述的方法包括:
步骤S101,获取预设的试验温度变化曲线;所述试验温度变化曲线反映了时间与试验温度之间的关系;
本实施例中,所述试验温度变化曲线如图3所示。在图3中,横坐标为时间t;纵坐标为试验温度Tc,即待测器件所需达到的目标温度;TRU为温度上升段,THD为高温保持段,TRD为降温段,TCD为低温保持段,且TRU、THD、TRD、TCD形成一个热循环周期。
在实际的热循环试验过程中,需重复几万个上述热循环周期,来评估待测器件的热循环能力,进而评估待测器件的寿命。
步骤S102,在所述试验温度变化曲线中的每一时刻,执行以下操作,以使所述待测器件的温度随时间的变化与所述试验温度变化曲线一致:获取所述试验温度变化曲线中当前时刻对应的温度作为当前目标温度;基于所述当前目标温度和每个所述可控温容器中的所述流体的温度,获得每个所述可控温容器向所述液槽组件注入所述流体时的流量比;控制每个所述可控温容器基于所述流量比向所述液槽组件中注入所述流体,以使所述待测器件的温度达到所述当前目标温度。
本实施例中,通过控制每个可控温容器向液槽组件注入流体时的流量比,即可控制注入液槽组件的流体温度,进而使得待测器件的基板温度、待检测器件的温度随着液槽组件中流体温度的变化而变化。
本实施例中,当通过多个可控温容器中的流体来进行上述温度控制时,多个所述可控温容器中的所述流体的温度呈等差数列排列,且所述流体的最高温度为所述试验温度变化曲线中的最高温度,所述流体的最低温度为所述试验温度变化曲线中的最低温度。
为了简化操作,本实施例中,所述可控温容器有两个,分别为第一可控温容器和第二可控温容器;则,本实施例可采用以下表达式来获得每个所述可控温容器向所述液槽组件注入所述流体时的流量比:
Figure BDA0003413441970000061
其中,K为所述流量比,即每个可控温容器向液槽组件注入流体时的流量比;T0为所述当前目标温度;T1为所述第一可控温容器中的所述流体的温度;T2为所述第二可控温容器中的所述流体的温度。
为了使待测器件具有更好的温度跟随性,本实施例中所述的流体为油体。由于液态高温油具有良好的流动性和填充性,其与待测器件的基板直接接触的热传导相比气体的热辐射更加高效,因此对待测器件的温度均匀性、温变速率和温差的控制更加准确,以此可以实现产品焊层热疲劳的精细化试验。为保证油温的均匀性和准确性,通过直接加热的方式响应较慢,比较难以实现温度的快速变化。本实施例采用温度呈等差数列排列的恒温油在试验过程中混合调制,实现液槽组件中油温的快速变化。
以下解释能够采用上述表达式来控制液槽组件中的油体温度的原理:
物体温度变化产生的能量计算公式如下:
Q=C·M·ΔT 式(1)
其中,Q为物体温度变化产生的能量;C为该物体的热容;M为该物体的质量;ΔT为该物体的变化量。
两种比热容相同的不同温度的流体混合后,高温流体释放的能量等于低温流体吸收的能量,最终两者混合之后的温度如下:
Figure BDA0003413441970000062
其中,T0为两种流体混合后的温度,也即上述当前目标温度;T1为高温流体的温度,也即上述第一可控温容器中的所述流体的温度;T2为低温流体的温度,也即上述第二可控温容器中的所述流体的温度;M1为高温流体的质量;M2为低温流体的质量。
而流体的质量计算公式如下:
M=ρV 式(3)
其中,M为流体的质量;ρ为该流体的密度;V为该流体的体积。
而流体的体积计算公式如下:
V=∫0 tQL*t 式(4)
其中,V为流体的体积;QL为该流体的流量;t为时间。
将上述式(3)和式(4)代入式(2)可得:
Figure BDA0003413441970000071
其中,K为高温流体的流量与低温流体的流量的比率,也即上述每个可控温容器向所述液槽组件注入所述流体时的流量比;QL1为高温流体的流量;QL2为低温流体的流量;T0为两种流体混合后的温度,也即上述当前目标温度;T1为高温流体的温度,也即上述第一可控温容器中的所述流体的温度;T2为低温流体的温度,也即上述第二可控温容器中的所述流体的温度。
由上述式(5)可得:
Figure BDA0003413441970000072
由此可见,液槽组件中流体的当前目标温度可通过调整每个可控温容器向液槽组件注入流体时的流量比来控制。即可通过公式(5)利用高温油油温T1、低温油油温T2和混合油温T0的温度曲线,可计算出高温油和低温油流量比值K,将K值反馈到控制系统进行流量配比调制即可实现混合油温的快速准确变化,混合油温的温变速率可以通过K值的变化率调整实现。以采用恒定温度为T1和T2两个可控温容器作为温控辅助系统为例:
(1)升温段:高温油占比不断增加即K值逐步增大,K值变化率与试验要求的温度变化率保持一致。
(2)高温保持段:当高温油的占比为100%即K值为无穷大时,油温达到最大值,此时保持K值不变,即可实现高温保持。
(3)降温段:高温油占比不断减小即K值逐步减小,K值变化率与试验要求的温度变化率保持一致。
(4)低温保持段:当高温油的占比为0%即K值为0时,油温达到最小值,此时保持K值不变,即可实现低温保持。
本实施例中,所述待测器件的基板为针翅基板。
实践表明,将半导体功率器件的基板设计为不平整的针翅结构,在采用冷却液循环方式进行直接散热过程中,可以消除基板与散热器之间的接触热阻,散热效率大大提升,半导体功率器件的电流密度因此能够得到明显提高。图2示出了具有针翅基板的待测器件的结构示意图。
本实施例中,所述液槽组件的尺寸与所述待测器件的基板的尺寸相匹配,且所述待测器件的基板与所述液槽组件之间通过耐高温密封圈密封。
此外,本实施例还可将通过上述方式封装好的待测器件与液槽组件作为一个整体的工装设备,采用专门的快速插拔部件安装于整个热循环试验系统中,以达到对不同的待测器件实现快速更换的目的。
具体地,多个可控温容器中的高温油通过不同的流量比混合进行温度调制,实现油温的快速变化,高温油流经装有不平整基板(具体可以为针翅基板)待测器件的液槽组件,使得针翅基板的针翅浸没于油体中,从而使得待测器件的温度跟随着高温油的温度准确变化。根据待测器件在不同测试条件下的循环寿命,最终结合Coffin-Mason寿命模型获取寿命曲线。
需要说明的是,本实施例中的可控温容器中盛装的都是具有一定温度的恒温流体,实际试验过程中,可通过可控温容器调整其中的流体的温度,以将其中的流体温度从一种恒温温度调整至另一种恒温温度,以适应不同的试验需要。即本实施例中的可控温容器还具有调整其中盛装的流体温度的功能。
在实际应用中,本实施例所述的方法还可划分为以下功能模块:总控制系统、温度控制系统、定制化安装组件和其它保障系统。其中,总控制系统作为各系统的协调控制中心,通过反馈的信息实时快速调配各系统的响应;温度控制系统控制每个可控温容器向液槽组件注入油体时的流量比,实现试验温度的快速线性的变化;定制化液槽组件是根据每款待测器件、基板的形状、尺寸等进行定制化设计的液槽组件,即液槽组件的形状、尺寸需与对应的基板相匹配。定制化安装组件上设计快速插拔接口,可以实现工装的快速更换。其它保障系统包括供电、安全防护等辅助装置。
当然,上述功能模块的划分只是一种示例,还可根据实际需要将本实施例所述的方法划分为其它的能够执行本实施例所述的方法的功能模块,此处不作具体限制。
本实施例中,在所述在所述试验温度变化曲线中的每一时刻,执行以下操作,以使所述待测器件的温度随时间的变化与所述试验温度变化曲线一致之后,所述方法还包括:对所述待测器件的预设部位进行应力检测,获得检测结果;基于所述检测结果预测所述待测器件的寿命。
其中,所述基于所述检测结果预测所述待测器件的寿命,包括:基于所述检测结果和已知的Coffin-Mason寿命模型,获得所述待测器件的热循环寿命曲线;基于所述待测器件的热循环寿命曲线预测所述待测器件的寿命。
具体地,在对待测器件进行上述热循环试验之后,对待测器件的某些关键部位进行应力施加,以评估这些部位此时能够承受的应力,得出待测器件的焊层空洞是否还在规定范围内的检测结果,并结合Coffin-Mason寿命模型计算获得待测器件的热循环寿命曲线,最后基于该热循环寿命曲线来实现对该待测器件寿命的预测。
本实施例适用于对不平整基板结构半导体功率器件焊层寿命的评估。
本发明实施例提供的一种热循环试验方法,基于当前目标温度和每个可控温容器中的流体的温度来获得每个可控温容器向液槽组件注入流体时的流量比,并通过控制每个可控温容器向液槽组件注入流体的流量比来使待测器件的温度达到当前目标温度,由于这种方式使得每一时刻的温度都能基于调整流体的流量比来获得,因此,相较于现有技术,能够更加精确地控制待测器件的温度,从而获得更加准确的试验结果。
实施例二
与上述方法实施例相对应地,本发明还提供一种热循环试验装置,应用于热循环试验系统,所述热循环试验系统包括:待测器件、液槽组件和多个可控温容器;所述待测器件固定于所述液槽组件上,以使所述待测器件的基板位于所述液槽组件中;当向所述液槽组件中注入预设量的流体时,所述待测器件的基板能够浸没于所述流体中;每个所述可控温容器中盛有不同温度的所述流体;每个所述可控温容器与所述液槽组件连通。
如图4所示,所述装置包括:
温度曲线获取单元201,用于获取预设的试验温度变化曲线;所述试验温度变化曲线反映了时间与试验温度之间的关系;
执行单元202,用于在所述试验温度变化曲线中的每一时刻,执行以下操作,以使所述待测器件的温度随时间的变化与所述试验温度变化曲线一致:获取所述试验温度变化曲线中当前时刻对应的温度作为当前目标温度;基于所述当前目标温度和每个所述可控温容器中的所述流体的温度,获得每个所述可控温容器向所述液槽组件注入所述流体时的流量比;控制每个所述可控温容器基于所述流量比向所述液槽组件中注入所述流体,以使所述待测器件的温度达到所述当前目标温度。
本实施例中,多个所述可控温容器中的所述流体的温度呈等差数列排列,且所述流体的最高温度为所述试验温度变化曲线中的最高温度,所述流体的最低温度为所述试验温度变化曲线中的最低温度。
本实施例中,所述可控温容器有两个,分别为第一可控温容器和第二可控温容器;所述执行单元202采用以下表达式来获得每个所述可控温容器向所述液槽组件注入所述流体时的流量比:
Figure BDA0003413441970000101
其中,K为所述流量比;T0为所述当前目标温度;T1为所述第一可控温容器中的所述流体的温度;T2为所述第二可控温容器中的所述流体的温度。
本实施例中,所述流体为油体。
本实施例中,所述待测器件的基板为针翅基板。
本实施例中,所述液槽组件的尺寸与所述待测器件的基板的尺寸相匹配。
进一步地,本实施例中,所述待测器件的基板与所述液槽组件之间通过耐高温密封圈密封。
进一步地,本实施例所述的装置还包括:
应力检测单元,用于在所述执行单元202执行热循环试验,以使所述待测器件的温度随时间的变化与所述试验温度变化曲线一致之后,对所述待测器件的预设部位进行应力检测,获得检测结果;
预测单元,用于基于所述检测结果预测所述待测器件的寿命。
本实施例中,所述预测单元包括:
寿命曲线获取单元,用于基于所述检测结果和已知的Coffin-Mason寿命模型,获得所述待测器件的热循环寿命曲线;
预测子单元,用于基于所述待测器件的热循环寿命曲线预测所述待测器件的寿命。
上述装置的工作原理、工作流程等涉及具体实施方式的内容可参见本发明所提供的热循环试验方法的具体实施方式,此处不再对相同的技术内容进行详细描述。
本发明实施例提供的一种热循环试验装置,基于当前目标温度和每个可控温容器中的流体的温度来获得每个可控温容器向液槽组件注入流体时的流量比,并通过控制每个可控温容器向液槽组件注入流体的流量比来使待测器件的温度达到当前目标温度,由于这种方式使得每一时刻的温度都能基于调整流体的流量比来获得,因此,相较于现有技术,能够更加精确地控制待测器件的温度,从而获得更加准确的试验结果。
实施例三
根据本发明的实施例,还提供了一种存储介质,所述存储介质上存储有程序代码,所述程序代码被处理器执行时,实现如上述实施例任一项所述的热循环试验方法。
实施例四
根据本发明的实施例,还提供了一种电子设备,所述电子设备包括存储器、处理器,所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的程序代码,所述程序代码被所述处理器执行时,实现如上述实施例任一项所述的热循环试验方法。
本发明实施例提供的一种热循环试验方法、装置、存储介质及电子设备,基于当前目标温度和每个可控温容器中的流体的温度来获得每个可控温容器向液槽组件注入流体时的流量比,并通过控制每个可控温容器向液槽组件注入流体的流量比来使待测器件的温度达到当前目标温度,由于这种方式使得每一时刻的温度都能基于调整流体的流量比来获得,因此,相较于现有技术,能够更加精确地控制待测器件的温度,从而获得更加准确的试验结果。
本发明解决了不平整基板功率半导体器件采用温变箱进行热循环试验时温度跟随效果不佳,也无法直接安装在温度可控的加热板上进行被动热循环试验的技术问题。本发明利用流体优良的填充性,以高温油作为传热介质实现不平整基板器件焊层温度的快速、精确控制,从而确保待测器件热疲劳寿命评估准确性。同时,本发明设置温度呈等差数列排列的可控温容器,将其通过不同流量比混合调制,实现温度的快速精确变化。
本发明还具有以下优点:
(1)本发明解决了不平整基板功率半导体器件无法进行被动热循环试验的问题,具有器件的温度跟随效果更好,温度控制精度更高,温度均匀性更优的特点,获取的产品焊层寿命更加准确、试验的重复性更好。
(2)本发明不管在升温段还是降温段的温变速率都能很精确的进行控制,改善了传统控温板进行被动热循环试验采用通水降温,温度速率难以精确控制的问题。
(3)本发明油温可设置范围广,可以解决传统加热板进行被动热循环时无法实现负温度循环的短板。
(4)本发明采用辅助恒温槽进行温度混合调制,在有限的加热功率内混合油温温变速率可以更快,温度均匀性更好。
(5)本发明装置中采用快速插拔接口的定制化安装组件,通用性强,更换简便,与传统试验方法比大大降低了设备开发的费用。整个系统设计简单,有较高的工程应用价值。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分,或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
虽然本发明所公开的实施方式如上,但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员,在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本发明的保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种热循环试验方法,其特征在于,应用于热循环试验系统,所述热循环试验系统包括:待测器件、液槽组件和多个可控温容器;所述待测器件固定于所述液槽组件上,以使所述待测器件的基板位于所述液槽组件中;当向所述液槽组件中注入预设量的流体时,所述待测器件的基板能够浸没于所述流体中;每个所述可控温容器中盛有不同温度的所述流体;每个所述可控温容器与所述液槽组件连通;所述方法包括:
获取预设的试验温度变化曲线;所述试验温度变化曲线反映了时间与试验温度之间的关系;
在所述试验温度变化曲线中的每一时刻,执行以下操作,以使所述待测器件的温度随时间的变化与所述试验温度变化曲线一致:
获取所述试验温度变化曲线中当前时刻对应的温度作为当前目标温度;
基于所述当前目标温度和每个所述可控温容器中的所述流体的温度,获得每个所述可控温容器向所述液槽组件注入所述流体时的流量比;
控制每个所述可控温容器基于所述流量比向所述液槽组件中注入所述流体,以使所述待测器件的温度达到所述当前目标温度。
2.根据权利要求1所述的热循环试验方法,其特征在于,多个所述可控温容器中的所述流体的温度呈等差数列排列,且所述流体的最高温度为所述试验温度变化曲线中的最高温度,所述流体的最低温度为所述试验温度变化曲线中的最低温度。
3.根据权利要求1所述的热循环试验方法,其特征在于,所述可控温容器有两个,分别为第一可控温容器和第二可控温容器;采用以下表达式来获得每个所述可控温容器向所述液槽组件注入所述流体时的流量比:
Figure FDA0003413441960000011
其中,K为所述流量比;T0为所述当前目标温度;T1为所述第一可控温容器中的所述流体的温度;T2为所述第二可控温容器中的所述流体的温度。
4.根据权利要求1所述的热循环试验方法,其特征在于,所述流体为油体。
5.根据权利要求1所述的热循环试验方法,其特征在于,所述待测器件的基板为针翅基板。
6.根据权利要求1所述的热循环试验方法,其特征在于,所述液槽组件的尺寸与所述待测器件的基板的尺寸相匹配。
7.根据权利要求6所述的热循环试验方法,其特征在于,所述待测器件的基板与所述液槽组件之间通过耐高温密封圈密封。
8.根据权利要求1所述的热循环试验方法,其特征在于,在所述在所述试验温度变化曲线中的每一时刻,执行以下操作,以使所述待测器件的温度随时间的变化与所述试验温度变化曲线一致之后,所述方法还包括:
对所述待测器件的预设部位进行应力检测,获得检测结果;
基于所述检测结果预测所述待测器件的寿命。
9.根据权利要求8所述的热循环试验方法,其特征在于,所述基于所述检测结果预测所述待测器件的寿命,包括:
基于所述检测结果和已知的Coffin-Mason寿命模型,获得所述待测器件的热循环寿命曲线;
基于所述待测器件的热循环寿命曲线预测所述待测器件的寿命。
10.一种热循环试验装置,其特征在于,应用于热循环试验系统,所述热循环试验系统包括:待测器件、液槽组件和多个可控温容器;所述待测器件固定于所述液槽组件上,以使所述待测器件的基板位于所述液槽组件中;当向所述液槽组件中注入预设量的流体时,所述待测器件的基板能够浸没于所述流体中;每个所述可控温容器中盛有不同温度的所述流体;每个所述可控温容器与所述液槽组件连通;所述装置包括:
温度曲线获取单元,用于获取预设的试验温度变化曲线;所述试验温度变化曲线反映了时间与试验温度之间的关系;
执行单元,用于在所述试验温度变化曲线中的每一时刻,执行以下操作,以使所述待测器件的温度随时间的变化与所述试验温度变化曲线一致:
获取所述试验温度变化曲线中当前时刻对应的温度作为当前目标温度;
基于所述当前目标温度和每个所述可控温容器中的所述流体的温度,获得每个所述可控温容器向所述液槽组件注入所述流体时的流量比;
控制每个所述可控温容器基于所述流量比向所述液槽组件中注入所述流体,以使所述待测器件的温度达到所述当前目标温度。
11.一种存储介质,所述存储介质上存储有程序代码,其特征在于,所述程序代码被处理器执行时,实现如权利要求1至9中任一项所述的热循环试验方法。
12.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括存储器、处理器,所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的程序代码,所述程序代码被所述处理器执行时,实现如权利要求1至9中任一项所述的热循环试验方法。
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