[发明专利]一种电子板卡热循环试验方法及其应用

说明书

本发明公开了一种电子板卡热循环试验方法及其应用，方法包括以下步骤：S1)确定电子板卡的工作环境温度剖面；S2)计算工作环境温度剖面下电子板卡元器件焊点的塑性切应变；S3)计算工作环境温度剖面下电子板卡元器件的热疲劳寿命及工作损伤率；S4)确定电子板卡的加速热循环温度剖面；S5)计算加速热循环温度剖面下电子板卡元器件的热疲劳寿命；S6)确定电子板卡的等效加速热循环周期数；S7)确定最终的加速热循环试验方案。本发明能解决现有热循环试验方法针对不同电子板卡采用相同试验要求，缺乏对具体电子板卡的缺陷特性及工作剖面的针对性，并且缺乏针对不同封装形式焊点加速试验方法的技术问题。

技术领域

本发明涉及轨道交通电子板卡加速热循环试验技术领域，尤其涉及一种轨道交通电子板卡等效加速热循环周期数确定方法及其应用，适用于计算不同加速试验条件下规定寿命要求的等效加速热循环周期数。

背景技术

在轨道交通电子板卡研制过程中，合理有效的加速热循环试验，可降低试验成本，同时保证电子板卡的可靠性及使用寿命，降低轨道交通电子板卡在实际运营中的应用风险。目前，在电子板卡焊点热循环试验设计过程中，主要根据JESD22-A104-E和IPC-SM-785两项标准来实施。一方面，JESD22-A104-E虽然提出了电子板卡热循环试验要求，并给出热循环试验的试验剖面，但JESD22-A104-E中针对不同电子板卡采用相同试验要求，缺乏对具体电子板卡的缺陷特性及工作剖面的针对性。而IPC-SM-785虽然给出了表面贴装焊点的可靠性加速试验指南，但缺乏针对不同封装形式焊点的加速试验方案，实际工程中也不断出现通过加速热循环试验的电子板卡在设计寿命周期内出现故障的案例。另一方面，分析确定加速热循环试验方案，必须考虑加速热循环试验对轨道交通电子板卡的欠试验或过试验风险，以得到合理且有效的加速热循环试验方案。而通常分析加速热循环试验方案，只考虑试验方案有效性，即高低温应保持在与工作环境温度剖面相比一定范围，并未考虑产品由于试验欠应力或过应力导致的结果效能不大或损伤问题。

在现有技术中，主要有以下技术方案与本发明申请相关：

现有技术1为电子科技大学于2017年02月10日申请，并于2017年07月07日公开，公开号为CN106932708A的中国发明申请《电子封装焊点疲劳寿命分析方法》。该发明申请公开了一种电子封装焊点疲劳寿命分析方法，该发明方法以多芯片组件焊点在热循环载荷下的疲劳寿命预测问题作为切入点，分析并构建了概率失效物理建模框架，详细说明了各个关键步骤逐步实施的策略，并着重展开说明了如何利用贝叶斯理论对试验所测得的寿命数据进行融合的策略，在此基础上构建了贝叶斯信息更新框架。并通过在所获得模型中关键参数不确定性的先验分布的基础上拟合得到的焊点的先验寿命分布较为广泛并且偏离实测值，在贝叶斯理论框架下与热循环实测数据进行融合，进而得到了与实际情况更为吻合的且更为集中的焊点的后验寿命分布。

然而，现有技术1虽然提出了一种在贝叶斯理论框架下与热循环实测数据进行融合分析焊点寿命分布的方法，但在热循环试验时间的确定上并未明确提及，且该方法只考虑试验方案有效性，即高低温应保持在与工作环境温度剖面相比一定范围，并未考虑产品由于试验欠应力或过应力导致的结果效能不大或损伤问题。

现有技术2为北京航空航天大学于2016年06月14日申请，并于2016年10月26日公开，公开号为CN106055910A的中国发明申请《一种失效物理的电子产品热循环试验加速因子及试验方案确定方法》。该发明申请公开了一种失效物理的电子产品热循环试验加速因子及试验方案确定方法，该方法基于失效物理模型，即Coffin-Manson模型，对比基准热循环试验条件，分析确定目标热循环试验条件下电子产品加速因子，并利用加速因子确定目标热循环试验方案。该方法的具体步骤如下：

步骤1：基准热循环试验条件特征向量的确定；

步骤2：电子产品特征矩阵的确定；

步骤3：热循环试验条件特征矩阵的确定；

步骤4：不同热循环试验条件下电子产品寿命特征矩阵的计算；