一种基于数字孪生的微电子产品跌落冲击可靠性评估方法技术

本发明专利技术属于微电子产品评估技术领域，公开了一种基于数字孪生的微电子产品跌落冲击可靠性评估方法，包括：在物体实体跌落冲击试验机的测试点处设置传感器，采集微电子产品跌落的物理测试数据；构建联合仿真数字模型，采集联合仿真数字模型的虚拟测试数据；将物理测试数据与虚拟测试数据进行融合，对融合信息进行特征提取，构建孪生数据库；对孪生数据库的数字孪生模型的可信度进行判断，采用数字孪生模型对微电子产品的抗跌落冲击能力进行评估。本发明专利技术解决了现有技术中无法对微电子产品跌落冲击进行准确评估的问题，并能够有效地对微电子产品的抗冲击能力进行测试。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的微电子产品跌落冲击可靠性评估方法
本专利技术涉及微电子产品评估
，尤其涉及一种基于数字孪生的微电子产品跌落冲击可靠性评估方法。
技术介绍
近些年来，伴随着数字化时代的快速发展，微电子产品在现代社会的生产、生活中发挥着越来越重要的作用在使用电子产品时，经常出现意外跌落的情况，这就需要研究微电子产品在受到跌落冲击后的抗破坏的能力。据大量调研数据表明，有超过80％的产品损坏是因为跌落或碰撞直接或间接导致损坏的，确切地说，跌落冲击是损坏产品最主要的因素之一。在电子行业中，为了保证微电子产品的抗冲击性能，一般要求产品通过某种通用的标准测试，标准测试中最常用的方法包括跌落试验和冲击试验两种。在工业生产中，对微电子产品的抗冲击能力的监测通常采取冲击脉冲成型法，用简单脉冲产生的冲击效果来模拟实际的冲击环境。然而，在实际环境中产生的冲击是一种复杂的瞬态振动或是变化的持续时间的复杂冲击，现有技术采用的冲击脉冲成型法不能准确地模拟实际冲击环境。近几年来许多学者针对数字孪生(DigitalTwins)技术在机械行业中的应用进行了研究，目前基于数字孪生的产品数字化装配建模与仿真技术主要应用在智能车间孪生体建模和产品故障检测与诊断两个方面，并没有出现在微电子产品跌落冲击方面的研究。
技术实现思路
本申请实施例通过提供一种基于数字孪生的微电子产品跌落冲击可靠性评估方法，解决了现有技术中无法对微电子产品跌落冲击进行准确评估的问题。本申请实施例提供一种基于数字孪生的微电子产品跌落冲击可靠性评估方法，包括以下步骤：步骤1、在物体实体跌落冲击试验机的测试点处设置传感器，采集微电子产品跌落的物理测试数据；步骤2、构建联合仿真数字模型，采集所述联合仿真数字模型的虚拟测试数据；所述联合仿真数字模型用于真实映射物体实体跌落冲击试验机、微电子产品；步骤3、将所述物理测试数据与所述虚拟测试数据进行融合，得到融合信息；对所述融合信息进行特征提取，构建孪生数据库；步骤4、对所述孪生数据库的数字孪生模型的可信度进行判断；若可信度判定为“是”，则采用所述数字孪生模型对微电子产品的抗跌落冲击能力进行评估；若可信度判定为“否”，则通过VV&A过程对所述数字孪生模型进行校核、验证、确认，再采用所述数字孪生模型对微电子产品的抗跌落冲击能力进行评估。优选的，所述步骤1中，所述物体实体跌落冲击试验机上安装有力传感器、测压传感器、加速度传感器。优选的，所述步骤2中，所述联合仿真数字模型包括三维结构模型、动力学模型、有限元模型；所述三维结构模型包括物理实体跌落冲击试验机的尺寸参数、材料参数，包括微电子产品的尺寸参数、材料参数；所述动力学模型包括微电子产品的下落速度信息、加速度信息、冲击力信息；所述有限元模型包括物理实体跌落冲击试验机、微电子产品的输入文件信息；所述输入文件信息包括材料属性信息、边界函数信息、所受载荷信息。优选的，所述步骤2还包括：基于所述联合仿真数字模型建立信息通道；所述信息通道用于实现所述物体实体跌落冲击试验机、所述联合仿真数字模型中的虚拟冲击试验机两者产生的数据的信息交互优化、迭代交互优化。优选的，所述步骤1中还包括：通过冲击可靠性分析系统对所述物理测试数据进行实时监测。优选的，所述步骤2中还包括：通过冲击可靠性分析系统对所述虚拟测试数据进行实时监测。优选的，所述步骤3中还包括：通过冲击可靠性分析系统分析所述物理测试数据与所述虚拟测试数据，并驱动所述孪生数据库。优选的，所述步骤4中，对所述数字孪生模型的可信度进行判断的实现方式为：运用所述数字孪生模型进行仿真试验，得到仿真结果；运用所述物体实体跌落冲击试验机进行实际试验，得到实际结果；预设偏差阈值；若所述仿真结果与所述实际结果之间的差值小于所述预设偏差阈值，则将可信度判定为“是”；否则，将可信度判定为“否”。优选的，所述步骤4中，采用所述数字孪生模型对微电子产品的抗跌落冲击能力进行评估包括：对所述联合仿真数字模型中生成的微电子产品在不同自由度下所受损伤的仿真数据进行分析，评估微电子产品的抗跌落冲击性能。优选的，所述评估微电子产品的抗跌落冲击性能包括：获得微电子产品在跌落时所能承受的最大坠落高度，获得微电子产品在跌落时所能承受的最大冲击强度。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：在本申请实施例中，在物体实体跌落冲击试验机的测试点处设置传感器，采集微电子产品跌落的物理测试数据；构建联合仿真数字模型，采集联合仿真数字模型的虚拟测试数据；将物理测试数据与虚拟测试数据进行融合，对融合信息进行特征提取，构建孪生数据库；对孪生数据库的数字孪生模型的可信度进行判断，采用数字孪生模型对微电子产品的抗跌落冲击能力进行评估。即本专利技术建立物体实体跌落冲击试验机和微电子产品的数字孪生体，将物理世界的参数反馈到数字世界，完成仿真验证与动态，采用VV&A工具的冲击可靠性评估系统来准确仿真、评估电子产品的跌落冲击可靠性，由于在数字孪生的具体手段上增加对模型的校核、验证、确认，因此使数字孪生模型更加准确。本专利技术利用数字孪生技术准确地模拟真实环境下的跌落冲击，并能够有效地对微电子产品的抗冲击能力进行测试，能够发现不合格的失效产品，也为产品外壳、屏幕及零部件材料的选择，外形设计方面提供可靠的参考，从而提高产品合格率，降低生产成本。附图说明为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种基于数字孪生的微电子产品跌落冲击可靠性评估方法中孪生数据库对数据进行处理的流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种基于数字孪生的微电子产品跌落冲击可靠性评估方法中物理实体跌落冲击机的有限元模型。具体实施方式为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。本实施例提供了一种基于数字孪生的微电子产品跌落冲击可靠性评估方法，参看图1，包括以下步骤：步骤1、在物体实体跌落冲击试验机的测试点处设置传感器，采集微电子产品跌落的物理测试数据。其中，所述物体实体跌落冲击试验机上安装有力传感器、测压传感器、加速度传感器。此外，通过冲击可靠性分析系统对所述物理测试数据进行实时监测。步骤2、构建联合仿真数字模型，采集所述联合仿真数字模型的虚拟测试数据；所述联合仿真数字模型用于真实映射物体实体跌落冲击试验机、微电子产品。其中，所述联合仿真数字模型包括三维结构模型、动力学模型、有限元模型。所述三维结构模型包括物理实体跌落冲击试验机的尺寸参数、材料参数，包括微电子产品的尺寸参数、材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于数字孪生的微电子产品跌落冲击可靠性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、在物体实体跌落冲击试验机的测试点处设置传感器，采集微电子产品跌落的物理测试数据；/n步骤2、构建联合仿真数字模型，采集所述联合仿真数字模型的虚拟测试数据；所述联合仿真数字模型用于真实映射物体实体跌落冲击试验机、微电子产品；/n步骤3、将所述物理测试数据与所述虚拟测试数据进行融合，得到融合信息；对所述融合信息进行特征提取，构建孪生数据库；/n步骤4、对所述孪生数据库的数字孪生模型的可信度进行判断；若可信度判定为“是”，则采用所述数字孪生模型对微电子产品的抗跌落冲击能力进行评估；若可信度判定为“否”，则通过VV&A过程对所述数字孪生模型进行校核、验证、确认，再采用所述数字孪生模型对微电子产品的抗跌落冲击能力进行评估。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的微电子产品跌落冲击可靠性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在物体实体跌落冲击试验机的测试点处设置传感器，采集微电子产品跌落的物理测试数据；
步骤2、构建联合仿真数字模型，采集所述联合仿真数字模型的虚拟测试数据；所述联合仿真数字模型用于真实映射物体实体跌落冲击试验机、微电子产品；
步骤3、将所述物理测试数据与所述虚拟测试数据进行融合，得到融合信息；对所述融合信息进行特征提取，构建孪生数据库；
步骤4、对所述孪生数据库的数字孪生模型的可信度进行判断；若可信度判定为“是”，则采用所述数字孪生模型对微电子产品的抗跌落冲击能力进行评估；若可信度判定为“否”，则通过VV&A过程对所述数字孪生模型进行校核、验证、确认，再采用所述数字孪生模型对微电子产品的抗跌落冲击能力进行评估。


2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的微电子产品跌落冲击可靠性评估方法，其特征在于，所述步骤1中，所述物体实体跌落冲击试验机上安装有力传感器、测压传感器、加速度传感器。


3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的微电子产品跌落冲击可靠性评估方法，其特征在于，所述步骤2中，所述联合仿真数字模型包括三维结构模型、动力学模型、有限元模型；
所述三维结构模型包括物理实体跌落冲击试验机的尺寸参数、材料参数，包括微电子产品的尺寸参数、材料参数；
所述动力学模型包括微电子产品的下落速度信息、加速度信息、冲击力信息；
所述有限元模型包括物理实体跌落冲击试验机、微电子产品的输入文件信息；所述输入文件信息包括材料属性信息、边界函数信息、所受载荷信息。


4.根据权利要求1所述的基于数字孪生的微电子产品跌落冲击可靠性评估方法，其特征在于，所述步骤2还包括：基于所述联合仿真数字模型建立信息通道；
所述信息通道用于实现所述物体实体跌落...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜，陈志文，冯铮，刘俐，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42