[发明专利]基于自适应策略的电路板寿命评估方法

权利要求书

1.一种基于概率失效物理模型、多层蒙特卡洛仿真方法的电路板寿命评估方法，主要包含以下三部分：

第一部分：基于失效物理模型估计失效前时间分布参数；

各元器件的失效物理模型是开展电路板基于概率的失效物理模型评估方法的基础，其估计过程包括以下三个步骤：

步骤1：确定元器件的几何参数、工艺参数，材料参数、封装参数，设定元器件的长、宽、高分散性，设定影响元器件寿命的热和振动因素的参数分散性；

步骤2：执行初步的蒙特卡洛仿真过程，在每一次仿真过程中，将失效物理模型所需参数代入模型得到元器件的失效时间，因此多次仿真后可以得到元器件在不同失效机理下失效前时间序列；

步骤3：对步骤2中得到的失效前时间序列进行分布拟合，得到各元器件的失效分布类型和分布参数；

第二部分：基于元器件失效时间构建有显著性影响的元器件集合；

电路板的寿命通常情况下由其失效前时间较短的元器件决定，可以通过对所有元器件进行预采样得到全部器件的平均失效前时间，因此，按照平均失效前时间从小到大排序即可得到元器件对电路板寿命影响的显著程度排序；因此可以对这部分器件进行大量的估计利用下文中所述的方法可以得到对电路板寿命有显著影响的元器件集合，仅对该集合进行抽样即可得到对电路板寿命评估；此外，再结合其余的元器件集合进行少量的抽样，可以进一步修正电路板寿命评估的精度，而在该方法中具有递进包含关系的元器件集合是多层蒙特卡洛仿真的基础，其构建过程包括如下三个步骤：

步骤1：首先确定具有递进包含关系的集合个数L；一般情况下，元器件全集为集合C_L，满足如下递进关系：

且有其中m＝|C_L|为元器件的总数；

步骤2：确定第0层的元器件集合；

分别对每一个器件的失效时间进行采样，按照从小到大的顺序排列得到的样本平均值，取前的器件作为第0层的元器件集合；

步骤3：确定其他各层的元器件集合；

为最大化多层蒙特卡洛仿真抽样效率，可以抽取剩余元器件中与上一层的失效时间差最大的元器件构成当前层的器件集合，公式表示如下：

当前层的元素个数为l表示当前层数，T_l-1为上一层次的抽样时间，k表示剩余器件的索引标识，j表示抽样索引标识，表示剩余器件的在第k个器件在第j次抽样的的时间样本值；

第三部分：基于多层蒙特卡洛方法评估电路板平均寿命；

通过应用多层蒙特卡洛仿真，电路板的平均寿命在给定的精度ε约束下，自适应调整多层蒙特卡洛仿真层数和采样数，直至达到给定的精度，其基本过程包括如下五个步骤：

步骤1：设定初始层数各层次的初始样本数N_l；

步骤2：对各层次的元器件集合进行抽样，按照如下公式求得每一层次的采样结果Y_l

步骤3：计算各层样本的方差Var(Y_l)，Y_l为各层的样本值，同时计算下式，

若有成立，则令然后转步骤5；否则N_l不变，转步骤4；

步骤4：在各层中对新增的样本数进行采样，然后转到步骤3；

步骤5：若|Y_l|≥ε，令转到步骤3；

若|Y_l|＜ε，则终止仿真过程，返回估计结果