本申请涉及半导体功率器件性能预测，特别涉及一种基于参数变异功率器件加速寿命模型构建方法及优化方法。
背景技术：
1、作为电力电子重要大功率主流器件之一，功率器件已经广泛应用于智能电网、交通运输、电力工程、家用电器和可再生能源等领域。这些功率器件成本高昂，如何确定其更新时间是一项重要的工作，因此需要准确预测其使用寿命。
2、目前，生产工艺的水准以及功率器件内部材料分布不均等原因，会造成实际产品的参数经常存在一些或多或少的不确定因素，导致测试所得疲劳寿命具有一定的不确定性。
3、但是，现有的评估方案中，往往将功率器件的几何尺寸、材料性质等参数设定为定值，经过计算后，疲劳寿命结果也为定值，因此其分析出来的疲劳寿命与实际寿命值存在较大误差。
技术实现思路
1、本申请旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本申请实施例提供一种基于参数变异功率器件加速寿命模型构建方法及优化方法，能够准确分析参数变异对功率器件性能的影响，通过此方法预测得到的寿命值与实际寿命值相比误差更小。
2、一种基于参数变异功率器件加速寿命模型构建方法，包括以下步骤：
3、建立功率器件的寿命评估模型；
4、通过有限元仿真获取在不同热循环条件、各个时间点下含参数变异功率器件的多组应变数据；
5、将获取的多组应变数据输入所述寿命评估模型中，通过所述寿命评估模型得到离散型分布的功率器件寿命值；
6、基于概率圆法和卡方检验方法，对获取的功率器件寿命值进行判别，以确定其概率分布。
7、在可选或优选的实施例中，功率器件的杨氏系数、热膨胀系数、芯片与pcb板厚度以及焊点半径设定为服从常态分布，标准差设定为3％。
8、在可选或优选的实施例中，将质量评估的控制限从六西格玛水平放宽至三个标准差。
9、在可选或优选的实施例中，通过engelmaier疲劳寿命评估公式得到所述功率器件寿命值，所述engelmaier疲劳寿命评估公式为：
10、
11、式(1)中的n为疲劳寿命；δγ为总剪应变范围；εf为疲劳延展系数；c为疲劳延展指数，其中δγ和c另外表示为：
12、
13、c＝-0.442-6×10-4tm+1.74×10-2 ln(1+f) (3)
14、式(2)中的δε为等效应变范围，可由迟滞曲线所提供的信息获取，而δγ的关系如式(3)所示，其值为功率器件受热循环试验后，在单一循环内功率器件体内的某一位置在不同温度点的最大等效应变差值，在式(3)中，c可由平均热循环温度tm和循环频率f得出，其中tm为热循环试验中最高温度与最低温度的平均值，循环频率f的范围在每天1-1000个循环以内。
15、本申请还提供了一种基于参数变异功率器件加速寿命模型优化方法，包括以下步骤：
16、基于有限元仿真，将上述中的多组应变数据带入engelmaier加速寿命模型中，所获得的寿命视为功率器件实际实验寿命，以此寿命数据为基准值；
17、将上述中的多组应变数据带入到norris-landzberg模型、salmela模型、danksher模型求得相应的功率器件寿命值；
18、比较norris-landzberg模型、salmela模型、danksher模型所求得的功率器件寿命值与所述基准值之间的差距，以此差距判断norris-landzberg模型、salmela模型、danksher模型的预估能力。
19、在可选或优选的实施例中，以norris-landzberg模型作为改善基础，通过回归分析方法向norris-landzberg模型引入额外参数，从而构建不同参数组合的寿命评估模型，然后求取各组寿命评估模型的平均误差。
20、在可选或优选的实施例中，所述额外参数包括用来界定温度范围δt的最高温tmax与最低温tmin，热循环高/低温的滞留时间td，热循环高/低温之间的变温速率r。
21、在可选或优选的实施例中，对所述额外参数中的温度范围δt、最高温tmax、最低温tmin进行敏感度分析。
22、基于上述技术方案，本申请实施例至少具有以下有益效果：上述技术方案，本申请通过有限元仿真，获得考虑参数变异的功率器件模型在不同热循环条件下的多组应变数据，将多组数据代入进寿命评估模型内，通过求解模型，得到多组具有离散性的功率器件寿命值，由概率圆法及卡方检验判别功率器件寿命值的概率分布，从而可以准确分析参数变异对功率器件各个方面的影响，通过此方法预测得到的寿命值与实际寿命值相比误差更小。
1.一种基于参数变异功率器件加速寿命模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的功率器件加速寿命模型构建方法，其特征在于：功率器件的杨氏系数、热膨胀系数、芯片与pcb板厚度以及焊点半径设定为服从常态分布，标准差设定为3％。
3.根据权利要求2所述的功率器件加速寿命模型构建方法，其特征在于：将质量评估的控制限从六西格玛水平放宽至三个标准差。
4.根据权利要求1所述的功率器件加速寿命模型构建方法，其特征在于：通过engelmaier疲劳寿命评估公式得到所述功率器件寿命值，所述engelmaier疲劳寿命评估公式为：
5.一种基于参数变异功率器件加速寿命模型优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的功率器件加速寿命模型优化方法，其特征在于：以norris-landzberg模型作为改善基础，通过回归分析方法向norris-landzberg模型引入额外参数，从而构建不同参数组合的寿命评估模型，然后求取各组寿命评估模型的平均误差。
7.根据权利要求6所述的功率器件加速寿命模型优化方法，其特征在于：所述额外参数包括用来界定温度范围δt的最高温tmax与最低温tmin，热循环高/低温的滞留时间td，热循环高/低温之间的变温速率r。
8.根据权利要求7所述的功率器件加速寿命模型优化方法，其特征在于：对所述额外参数中的温度范围δt、最高温tmax、最低温tmin进行敏感度分析。
