本發明屬于電子元器件領域的一種壽命測試方法，具體涉及了一種電子元器件的加速壽命測試方法和系統。

背景技術：

1、壽命測試(也稱耐久性測試)在電子元器件研發中發揮重要作用，普遍應用于新材料和新構型等的研發。壽命測試是電子元器件所有研發測試項目中消耗成本最高的，包括經濟成本與時間成本。加快壽命測試速度能夠大幅降低研發成本并提升電子元器件的研發效率。目前，電子元器件主要通過設計加速測試工況來加速壽命測試，如電過應力加速測試工況、熱過應力加速測試工況、機械過應力加速測試工況等。除了采用加速測試工況外，還可以通過壽命預測技術來縮短壽命測試時間。在鋰電池研發領域，已經有研究者們通過壽命預測技術，將原本需要500多天才能完成的壽命測試縮減到了16天，大幅降低了鋰電池快充策略的研發測試成本并提升了研發效率。然而，目前電子元器件領域還尚未提出基于壽命預測的加速壽命測試方法。

技術實現思路

1、為了解決電子元器件研發過程中壽命測試成本高且效率低的問題，本發明提出了一種電子元器件的加速壽命測試方法和系統。本發明降低了電子元器件壽命測試的經濟成本與時間成本，提升了電子元器件的研發效率。

2、本發明采用的技術方案是：

3、一、一種電子元器件的加速壽命測試系統

4、1)在預設壽命測試工況下，采集電子元器件壽命測試過程中不同預設壽命階段的性能表征數據；

5、2)根據不同預設壽命階段的性能表征數據，計算獲得不同性能表征數據對應的差值曲線，從而獲得當前電子元器件的所有差值曲線；

6、3)提取各差值曲線對應的預設目標壽命階段特征，并建立特征集；

7、4)將特征集輸入壽命預測模型，模型輸出對應的壽命測試的預測結果。

8、所述預設壽命階段包含預設測試時間數值和預設壽命指標數值。電子元器件的壽命指標如電容器的保有電容量(cretain)與等效串聯電阻(esr)、金屬氧化物半導體場效應管(mosfet)的導通電阻(rds(on))與閾值電壓(vthr)、絕緣柵雙極晶體管(igbt)的尾部集電極-發射極電流(ice)與擊穿電壓(vbre)等。電子元器件的性能表征數據如電容器的電化學阻抗譜(eis)數據與充/放電電壓vs.時間數據、mosfet的rds(on)vs.溫度(rds(on)/t)數據與vthrvs.漏極電流(vthr/idrain)數據、igbt的開關電流vs.時間數據與vbrevs.泄漏電流(vbre/ileak)數據等。

9、所述不同預設壽命階段是通過專家經驗、過濾法、包裝法或嵌入法生成的。

10、所述2)具體為：

11、分別將不同預設壽命階段的所有性能表征數據進行標準化處理后，獲得標準化處理后的性能表征數據；對于每類標準化處理后的性能表征數據，將后期預設壽命階段的性能表征數據減去前期預設壽命階段的性能表征數據后獲得對應的差值曲線；遍歷處理所有不同預設壽命階段的所有性能表征數據后，獲得當前電子元器件的所有差值曲線，不同性能表征數據的差值曲線也不相同，如電容器的eis數據對應的差值曲線為實部阻抗差值(δre)曲線與虛部阻抗差值(δre)曲線，mosfet的vthr/idrain數據對應的差值曲線為閾值電壓差值(δvthr)曲線，igbt的vbre/ileak數據對應的差值曲線為擊穿電壓差值(δvbre)曲線。

12、所述3)中，每條差值曲線對應的預設目標壽命階段特征包括瞬時特征、統計特征和模型參數特征中的一種或多種，即可以是單一特征或者是特征組合，因此不同差值曲線對應的預設目標壽命階段特征組成的特征集中可以包含同一類特征的組合和不同類特征的組合。

13、所述3)中，當預設目標壽命階段為預設測試時間數值時，則預設目標壽命階段特征為與預設測試時間數值對應壽命指標數值相關的特征；當預設目標壽命階段為預設壽命指標數值時，則預設目標壽命階段特征為與預設壽命指標數值對應測試時間數值相關的特征。

14、所述4)中，當預設目標壽命階段為預設測試時間數值時，則采用的壽命預測模型是壽命指標預測模型，壽命指標預測模型輸出電子元器件達到預設測試時間數值時的壽命指標數值，獲得壽命測試的預測結果；當預設目標壽命階段為預設壽命指標數值時，則采用的壽命預測模型是測試時間預測模型，測試時間預測模型輸出電子元器件達到預設壽命指標數值所需的測試時間數值，獲得壽命測試的預測結果。

15、所述壽命預測模型為機器學習模型、經驗模型或半經驗模型中的一種或多種的集成。

16、二、一種電子元器件的加速壽命測試系統

17、性能表征數據獲取單元，用于獲取電子元器件壽命測試過程中不同預設壽命階段的性能表征數據；

18、差值曲線生成單元，用于根據不同預設壽命階段獲取的不同性能表征數據生成對應性能表征數據的差值曲線數據；

19、特征提取單元，用于從計算獲得的差值曲線數據中提取預設目標壽命階段特征，并建立特征集；

20、測試結果生成單元，用于將特征集輸入壽命預測模型，模型輸出對應的壽命測試結果的預測值。

21、三、一種計算機設備

22、所述設備包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現所述一種電子元器件的加速壽命測試方法的步驟。

23、四、一種計算機可讀存儲介質

24、所述介質上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現所述一種電子元器件的加速壽命測試方法的步驟。

25、本發明的有益效果是：

26、采用本發明的方法，無需開展完整的電子元器件壽命測試，只需要完成少量的前期測試，就可以精確預測電子元器件在達到預設測試時間時的壽命指標數值或達到預設壽命指標數值時所需的測試時間。相比采用完整壽命測試能夠大幅節約時間成本與經濟成本，顯著提升電子元器件的研發效率。

技術特征：

1.一種電子元器件的加速壽命測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種電子元器件的加速壽命測試方法，其特征在于，所述預設壽命階段包含預設測試時間數值和預設壽命指標數值。

3.根據權利要求1所述的一種電子元器件的加速壽命測試方法，其特征在于，所述不同預設壽命階段是通過專家經驗、過濾法、包裝法或嵌入法生成的。

4.根據權利要求1所述的一種電子元器件的加速壽命測試方法，其特征在于，所述2)具體為：

5.根據權利要求1所述的一種電子元器件的加速壽命測試方法，其特征在于，所述3)中，每條差值曲線對應的預設目標壽命階段特征包括瞬時特征、統計特征和模型參數特征中的一種或多種。

6.根據權利要求1所述的一種電子元器件的加速壽命測試方法，其特征在于，所述3)中，當預設目標壽命階段為預設測試時間數值時，則預設目標壽命階段特征為與預設測試時間數值對應壽命指標數值相關的特征；當預設目標壽命階段為預設壽命指標數值時，則預設目標壽命階段特征為與預設壽命指標數值對應測試時間數值相關的特征。

7.根據權利要求1所述的一種電子元器件的加速壽命測試方法，其特征在于，所述4)中，當預設目標壽命階段為預設測試時間數值時，則采用的壽命預測模型是壽命指標預測模型，壽命指標預測模型輸出電子元器件達到預設測試時間數值時的壽命指標數值，獲得壽命測試的預測結果；當預設目標壽命階段為預設壽命指標數值時，則采用的壽命預測模型是測試時間預測模型，測試時間預測模型輸出電子元器件達到預設壽命指標數值所需的測試時間數值，獲得壽命測試的預測結果。

8.一種電子元器件的加速壽命測試系統，其特征在于，包括：

9.一種計算機設備，其特征在于，所述設備包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1-7任一項所述一種電子元器件的加速壽命測試方法的步驟。

10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述介質上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1-7任一項所述一種電子元器件的加速壽命測試方法的步驟。

技術總結
本發明公開了一種電子元器件的加速壽命測試方法。包括以下步驟：首先，在預設壽命測試工況下，采集電子元器件壽命測試過程中不同預設壽命階段的性能表征數據；然后，根據不同預設壽命階段的性能表征數據，計算獲得不同性能表征數據對應的差值曲線，從而獲得當前電子元器件的所有差值曲線；接著，提取各差值曲線對應的預設目標壽命階段特征，并建立特征集；最后，將特征集輸入壽命預測模型，模型輸出對應的壽命測試的預測結果。本發明能夠顯著減少電子元器件壽命測試消耗的時間成本和經濟成本，提升電子元器件的研發效率。

技術研發人員：劉浩,趙晏斌
受保護的技術使用者：浙江大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24