CN115014817A - 热疲劳测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种热疲劳测试装置及方法，该装置包括箱体、加热件、冷却件和控制系统。箱体设有用于容置待测元件的容置腔。加热件设置有能够伸入容置腔内的加热头。加热头能够抵持并加热待测元件的待测区域。冷却件与容置腔连通，用于向容置腔提供冷气。控制系统分别与加热件和冷却件电信连接。控制系统能够控制加热件加热待测区域，以及控制冷却件向容置腔内提供冷气。方法包括：确定待测元件的待测区域；加热待测元件的待测区域，使待测区域达到第一设定温度；冷却待测元件的待测区域，使待测区域达到第二设定温度；循环加热和冷却待测元件的待测区域，直至循环的次数达到设定值或待测元件出现异常时结束。上述热疲劳测试装置及方法准确度高。

Description

热疲劳测试装置及方法

技术领域

本申请实施例涉及热疲劳测试技术领域，尤其涉及一种热疲劳测试装置及方法。

背景技术

设备工作时，内部的某结构发热，导致该结构以及其周边的其他结构因发热而膨胀，且当设备停止工作时该结构及其周边其他结构降温而收缩，例如，手机、电脑、电子手表、电视等的CPU(central processing unit，中央处理器)芯片，在无外应力的条件下，CPU芯片与电路板的焊点以及与焊点粘接的胶随着温度的升降而反复膨胀和收缩，胶的变形进一步拉扯焊点，导致焊点出现裂纹或者断裂，使CPU芯片热疲劳失效。通常采用温度循环测试进行激发，在测试箱内放置待测的结构，通过改变测试箱内的温度对待测结构进行循环加热和冷却，以评估待测结构的热疲劳失效的寿命。但这种测试方式导致待测结构的整体温度改变，测试中待测结构上的失效部位不一定是实际使用中的失效部位，例如，CPU芯片中不同位置焊点的设计工艺可靠性不同，测试时必然导致工艺可靠性较差的部分出现最先失效的情况，这种失效不一定发生在热疲劳失效风险最大的位置，导致CPU芯片的实际易热疲劳失效的位置与测试中热疲劳失效的位置不一致，这种测试方式不准确。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种测试准确度高的热疲劳测试装置及方法。

第一方面，本申请提供一种热疲劳测试装置，热疲劳测试装置包括箱体、加热件、冷却件和控制系统。箱体设有用于容置待测元件的容置腔。加热件设置有能够伸入容置腔内的加热头。加热头能够抵持并加热待测元件的待测区域。冷却件与容置腔连通，用于向容置腔提供冷气。控制系统分别与加热件和冷却件电信连接。控制系统能够控制加热件加热待测区域，以及控制冷却件向容置腔内提供冷气。

上述热疲劳测试装置，通过加热件能够直接加热待测元件的待测区域，使热疲劳测试的环境接近待测元件的工作的发热情况，使热疲劳测试的准确度高。

在一种可能的实施方式中，热疲劳测试装置还包括接触件，接触件设置于加热头的外侧，且能够传导加热头的热量至待测元件的待测区域。

上述实施方式中，接触件能够隔离加热头与待测元件，接触件能够保护待测元件，避免待测元件被加热头抵持受力过大而损坏。

在一种可能的实施方式中，热疲劳测试装置还包括压力传感器，压力传感器设置于加热头与接触件之间，且与控制系统电信连接。

上述实施方式中，压力传感器检测加热头与待测元件之间的压力，当压力过大时能够根据该压力调节加热头抵持于待测元件的力，避免待测元件受损。

在一种可能的实施方式中，热疲劳测试装置还包括与控制系统电信连接的温度传感器，温度传感器位于加热头与接触件之间，且用于检测加热件加热待测区域的实际温度。

上述实施方式中，温度传感器能够检测接触件的温度，以得到加热件加热待测区域的实际温度，并反馈至控制系统，便于控制系统控制加热件自身的加热温度。

在一种可能的实施方式中，热疲劳测试装置还包括调节件，调节件设置于箱体外，加热件设置于调节件上，调节件能够移送加热件，使加热头接触待测元件的待测区域。

上述实施方式中，调节件使控制系统便于控制加热头接触待测元件的待测区域，以及控制加热头与待测区域之间的压力。

第二方面，本申请提供一种热疲劳测试方法，热疲劳测试方法由上述热疲劳测试装置实施，且包括：

确定待测元件的待测区域；

加热待测元件的待测区域，使待测区域达到第一设定温度；

冷却待测元件的待测区域，使待测区域达到第二设定温度；

循环加热和冷却待测元件的待测区域，直至循环的次数达到设定值或待测元件出现异常时结束。

上述热疲劳测试方法，通过加热件能够直接加热待测元件的待测区域，使热疲劳测试的环境接近待测元件的工作的发热情况，使热疲劳测试的准确度高。

在一种可能的实施方式中，在“加热待测元件的待测区域，使待测区域达到第一设定温度”，以及“冷却待测元件的待测区域，使待测区域达到第二设定温度”的步骤中，还包括：监测待测元件的状态，当待测元件的状态出现异常时结束。

上述实施方式中，通过在加热和冷却待测元件的过程中监测待测元件的状态，当待测元件的状态出现异常时结束，提高测试的智能性，避免待测元件失效的状态下继续进行热疲劳测试，而造成资源浪费及时间的浪费。

在一种可能的实施方式中，“加热待测元件的待测区域，使待测区域达到第一设定温度”的步骤，与“冷却待测元件的待测区域，使待测区域达到第二设定温度”的步骤的顺序能够互换。

上述实施方式中，加热与冷却待测元件的顺序可互换，提高了热疲劳测试的灵活性。

在一种可能的实施方式中，“确定待测元件的待测区域”的步骤包括：拍摄待测元件的热图，确定待测元件温度最高的区域为待测区域。

上述实施方式中，根据待测元件的热图，确认待测区域，进一步提高了热疲劳测试的准确度。

在一种可能的实施方式中，“确定待测元件的待测区域”的步骤后，还包括实施测试学习流程，并确定测试参数，包括：

加热件以一加热温度对待测区域加热，加热温度不小于第一设定温度；测量待测区域的实际温度，并判断实际温度是否达到第一设定温度，并能够稳定在第一设定温度设定的时间；判断结果为是时，确定测试参数包括加热件的加热温度；判断结果为否时，加热件以另一加热温度对待测区域进行加热；

冷却件以一冷却温度对待测区域冷却，冷却温度不大于第二设定温度；测量待测区域的实际温度，并判断实际温度是否达到第二设定温度，并能够稳定在第二设定温度设定的时间；判断结果为是时，确定测试参数包括冷却件的冷却温度；判断结果为否时，冷却件以另一冷却温度对待测区域进行冷却。

上述实施方式中，通过实施测试学习流程确认加热件的加热温度，使待测区域的实际温度能够达到测试要求的第一设定温度，通过实施测试学习流程确认冷却件的冷却温度，使待测区域的实际温度能够达到测试要求的第二设定温度，进一步提升了热疲劳测试的准确度。

在一种可能的实施方式中，测试参数还包括加热件保持加热温度第一保温时间、加热件的加热温变速率、冷却件保持冷却温度第二保温时间、冷却件的冷却温变速率、以及循环加热和冷却待测元件的待测区域的循环次数。

上述实施方式中，设定上述测试参数，使热疲劳测试的条件与待测元件实际的工作情况接近，进一步提高了热疲劳测试的准确度。

在一种可能的实施方式中，第一设定温度的范围为100℃～110℃；第二设定温度的范围为-25℃～-15℃；加热件的加热温度的范围为120℃～200℃；冷却件的冷却温度的范围为-40℃～-15℃；加热温变速率和冷却温度速率的范围为7℃/min～15℃/min；第一保温时间的范围和第二保温时间的范围为25min～35min。

上述实施方式中，设定上述测试参数范围，使热疲劳测试的条件与待测元件实际的工作情况接近，进一步提高了热疲劳测试的准确度。

在一种可能的实施方式中，“加热待测元件的待测区域”的步骤，和“冷却待测元件的待测区域”的步骤之间还包括：停止加热及冷却待测区域设定的时间。

上述实施方式中，在设定的时间内，加热件和冷却件均不工作，使待测元件在加热与冷却之间具有缓冲时间，避免出现冷热骤变的情况。

附图说明

图1为待测元件的焊点分布的示意图。

图2为图1所示待测元件剖视的示意图。

图3为本申请实施例提供的一种热疲劳测试装置的示意图。

图4为图3所示热疲劳测试装置中加热件、压力传感器和接触件的组装示意图。

图5为图3所示热疲劳测试装置的箱体的示意图。

图6至图8为热疲劳测试方法的流程图。

主要元件符号说明

热疲劳测试装置 100

箱体 10

容置腔 101

通孔 103

入口 105

出口 107

定位组件 11

托盘 111

卡扣 113

导风管 13

加热件 20

加热头 21

加热面 211

主体 23

驱动电路模块 25

冷却件 30

控制系统 40

接触件 50

压力传感器 61

压力计 63

温度传感器 70

调节件 80

待测元件 200

待测区域 201

焊点 203

胶 205

电路板 300

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

为能进一步阐述本申请达成预定申请目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施方式，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

本申请一些实施方式提出一种热疲劳测试装置，热疲劳测试装置包括箱体、加热件、冷却件和控制系统。箱体设有用于容置待测元件的容置腔。加热件设置有能够伸入容置腔内的加热头。加热头能够抵持并加热待测元件的待测区域。冷却件与容置腔连通，用于向容置腔提供冷气。控制系统分别与加热件和冷却件电信连接。控制系统能够控制加热件加热待测区域，以及控制冷却件向容置腔内提供冷气。以及一种热疲劳测试方法，热疲劳测试方法由上述热疲劳测试装置实施，且包括：

确定待测元件的待测区域；

加热待测元件的待测区域，使待测区域达到第一设定温度；

冷却待测元件的待测区域，使待测区域达到第二设定温度；

循环加热和冷却待测元件的待测区域，直至循环的次数达到设定值或待测元件出现异常时结束。

上述热疲劳测试装置及方法，通过加热件能够直接加热待测元件的待测区域，使热疲劳测试的环境接近待测元件的工作的发热情况，使热疲劳测试的准确度高。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图3，本申请的一实施例提出一种热疲劳测试装置100，用于精准测量待测元件200的热疲劳失效的寿命。如图1所示，待测元件200为CPU芯片，但不限于此。待测元件200包括多个焊点203，并通过多个焊点203连接在一电路板300上。待测元件200与电路板300之间填充有胶205，胶205包覆在焊点203外，如图2所示。位于图1中框A内的区域为待测元件200工作时发热量较大的区域，胶205和该区域内的焊点203较其他区域的焊点203易出现裂纹或断裂，定义框A内的区域为待测元件200的待测区域201。

可以理解，其他实施例中，待测元件200也可以为电源管理模块(PowerManagement Unit，PMU)、集成电路片上系统(System-on-a-Chip，SOC)、储存类器件(例如，双倍速率同步动态随机存储器，Double Data Rate，DDR)、功率放大器(Power Amplifier，PA)、编译码器(COder-DECoder，Codec)等芯片。

热疲劳测试装置100包括箱体10、加热件20、冷却件30和控制系统40。箱体10设置有容置腔101。待测元件200放置在容置腔101内。加热件20设置有加热头21。加热头21能够伸入容置腔101内，并抵持在待测元件200的待测区域201。加热件20与控制系统40电信连接。控制系统40用于控制加热头21发热，以加热待测区域201。冷却件30与控制系统40电信连接，且与容置腔101连通。控制系统40用于控制冷却件30向容置腔101内提供冷气，以冷却待测元件200。控制系统40采用微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)或者上位机等实现其上述控制功能。

该待测区域201可以为待测元件200工作时发热量大的部位，加热件20能够直接加热待测元件200的待测区域201，使热疲劳测试的环境接近待测元件200的工作的发热情况，使热疲劳测试的准确度高。

进一步地，加热件20能够直接加热待测元件200的待测区域201，避免了待测元件200上待测区域201与其他区域同时加热时，其他区域先失效而导致对热疲劳测试的干扰。例如，如图1所示，位于待测元件200边缘的框B内的区域为待测元件200中焊点203的设计工艺可靠性最差的区域。加热件20仅加热框A内的待测区域201，不会加热框B中的区域，避免了热疲劳测试中框B中的区域功能失效。

为适应热疲劳测试中变化的温度，避免箱体10因温度过高或过低而损坏，箱体10采用耐高温和低温的材质，使箱体10能够承受的温度范围为-40℃～200℃。

现有技术中热疲劳测试往往受限于测试箱本身的能力，和环境安全的限制，若实现待测区域201达到最高温为100℃以上的温度循环测试，整个测试箱的温度需达到100℃以上，这对测试箱的可靠性要求高，甚至环境周围的安全防护也需要特别准备，热疲劳测试的灵活性受到严重影响。

热疲劳测试装置100中加热件20直接抵持在待测元件200的待测区域201，加热待测区域201即可，无需箱体10内的整体温度达到高温，降低箱体10的可靠性要求，使热疲劳测试装置100易于实现，且安全性高。

加热件20包括主体23和驱动电路模块25。主体23大致为一柱状结构。驱动电路模块25设置于主体23内，且与控制系统40电信连接。加热头21设置于主体23的一端，且与驱动电路电连接。箱体10上设置有连通外界与容置腔101的通孔103。主体23的一端的加热头21从通孔103进入容置腔101，并封闭通孔103。控制系统40能够控制驱动电路模块25导通，以驱使加热头21发热，实现加热待测区域201。加热头21采用电流发热方式。加热头21发热的最高温度能够达到300℃。

加热头21朝向所述待测元件200一侧的加热面211与待测区域201适配。例如，当待测区域201的面积为4mm*4mm时，该加热面211大致仿形于待测区域201，例如，加热面211大致为一个面积为4mm*4mm的正方形。可以理解，其他实施例中，该加热面211也可以为与待测区域201的面积不相等的圆形或其他形状。

主体23采用金属材质制成。例如，主体23采用不锈钢材质支撑。可以理解，其他实施例中，主体23也可以采用耐高温的其他材质，例如，聚酰亚胺(PI)。

加热头21采用含铜的合金材料制成，例如，加热头21的材料还还包括铁、镍、铬、锡中的一种或多种。加热头21采用铜合金材料，以提升导热性。

请同时参阅图3和图4，热疲劳测试装置100还包括接触件50。接触件50设置于加热头21的外侧，且能够传导加热头21的热量至待测元件200的待测区域201。接触件50能够承受的温度大于加热件20加热对待测区域201的加热温度。一实施例中，接触件50为导热泡棉，但不限于此。接触件50具有弹性，且隔离加热头21与待测元件200，接触件50能够保护待测元件200，避免待测元件200被金属的加热头21抵持受力过大而损坏。可以理解，其他实施例中，接触件50也可以为能够导热的硅胶205材料制成。

接触件50承受的温度大于或等于250℃，以使加热头21加热待测区域201能够使待测区域201达到测试要求的温度。

请参阅图3，冷却件30为压缩机制冷设备。箱体10上还设有入口105和出口107。冷却件30与入口105连通。冷却件30制造的冷气通过入口105进入容置腔101，冷气降低容置腔101内的温度，使待测元件200的整体冷却，使待测区域201的温度达到测试要求的温度。冷却件30制冷的最低温度达到-40℃。

冷却件30采用压缩制冷设备，成本低。可以理解，其他实施例中，冷却件30也可以为其他风冷设备。

为缩短待测区域201的冷却时间，箱体10内设置有导风管13。导风管13的一端设置于入口105处且与冷却件30连通，另一端对准待测元件200的待测区域201。

可以理解，其他实施例中，导风管13也可以省略。

请参阅图5，箱体10内设有定位组件11。定位组件11包括托盘111和卡扣113。托盘111固定于容置腔101的底部。卡扣113设置于托盘111上，且用于扣合于待测元件200上。例如，当待测元件200上设置有孔(图未示)时，卡扣113可以扣合于内，或者卡扣113扣合于待测元件200背离托盘111的一面。

定位组件11使待测元件200固定在容置腔101内，避免加热头21接触作用于待测元件200上时，待测元件200发生移位的问题。

可以理解，其他实施例中，定位组件11也可以为其他结构，只要定位组件11能够固定待测元件200，使待测元件200稳定地置于容置腔101内即可。例如，另一实施例中，定位组件11可以包括一板状结构(图未示)，箱体10的容置腔101底部设置有与板状结构扣合的卡扣结构，使板状结构压持固定待测元件200。

为便于控制加热头21接触待测元件200的待测区域201，热疲劳测试装置100还包括调节件80。调节件80与控制系统40电信连接。调节件80设置于箱体10外。加热件20设置于调节件80上。具体地，主体23设置于调节件80上。控制系统40控制能够调节件80移送加热件20，使加热头21接触待测元件200的待测区域201。调节件80可以为气缸、直线电机等移动驱动结构，加热头21对准容置腔101内待测元件200的待测区域201，调节件80驱动加热头21朝向加热头21移动设定的距离，使加热头21抵持在待测区域201。

调节件80设置于箱体10的外侧，减小容置腔101的体积，以减小冷却件30向容置腔101提供的冷气量。

可以理解，其他实施例中，调节件80也可以设置于箱体10的容置腔101内，并通过一隔板(图未示)分隔容置腔101，使容置腔101的部分形成一冷却室，将待测元件200置于该冷却室内，冷却件30仅需向冷却室提供冷气即可。

可以理解，其他实施例中，调节件80也可以与控制系统40无电信连接，通过手动控制调节件80移送加热件20。

可以理解，调节件80也可以为三个移动结构的组合(图未示)，以使调节件80能够驱动加热头21在空间内沿直角坐标系的三个相互垂直的方向移动，当容置腔101内放置不同的待测元件200，且当待测元件200的待测区域201变化时，调节件80能够移送加热头21至与变化后的待测区域201相对应的位置。相应地，箱体10上设置一安装孔(图未示)，并通过一封盖能够封闭安装孔，通孔103开设在封盖上，加热件20从通孔103进入容置腔101，封盖设置为能够随加热件20移动，使箱体10适用于加热件20在空间内移动。

请参阅图4，热疲劳测试装置100还包括压力传感器61。压力传感器61设置于加热头21与接触件50之间，且与控制系统40电信连接。压力传感器61测量加热头21与待测元件200之间的压力，并反馈至控制系统40。当压力过大时能够根据该压力调节加热头21抵持于待测元件200的力，避免待测元件200受损。例如，当压力传感器61检测加热头21与待测元件200之间的压力大于一设定值时，控制系统40控制调节件80带动加热头21向远离待测件的方向移动，使加热头21与待测元件200之间的压力小于或等于该设定值。

为便于监测加热头21与待测元件200之间的压力，热疲劳测试装置100还包括压力计63。压力计63与压力传感器61电连接，并显示压力传感器61测得的压力值。

可以理解，其他实施例中，压力传感器61也可以省略。

热疲劳测试装置100还包括温度传感器70。温度传感器70位于加热头21与接触件50之间，且与控制系统40电信连接。温度传感器70能够检测接触件50的温度，以得到加热件20加热待测区域201的实际温度，并反馈至控制系统40，便于控制系统40控制加热件20自身的加热温度。

一实施例中，加热件20的数量为一个，箱体10内放置一个待测元件200。可以理解，其他实施例中，为进一步提高热疲劳的准确度，箱体10内放置多个待测元件200，相应地，加热件20的数量与待测元件200的数量相同，每个加热件20对应加热一个待测元件200的待测区域201。或者加热件20的加热头21设置为多个，多个加热头21设置于主体23上，每个加热头21相应地加热一个待测元件200的待测区域201。通过在相同的测试环境下，同时对多个待测元件200进行热疲劳测试，能够得到待测元件200的准确度更高的热疲劳失效寿命。

可以理解，其他实施例中，箱体10内也可以放置多个待测元件200，多个待测元件200为不同的结构，例如，多个待测元件200包括两个CPU芯片和两个SOC芯片。多个待测元件200进行热疲劳测试时，冷却件30提供的冷气的冷却温度相同，多个加热件20加热不同的待测元件200的加热温度可不同，进而使热疲劳测试装置100可实现同时测试不同的待测元件200，提升测试效率，且节省资源。

可以理解，其他实施例中，也可以将待测元件200安装于一设备中，并露出于该设备，并将该设备放置于箱体10的容置腔101内进行热疲劳测试。

请参阅图6，本申请的一实施例提出一种热疲劳测试方法。应用上述热疲劳测试装置100能够实施该方法。该方法具体包括如下步骤。

步骤S10，确定待测元件200的待测区域201。

当待测元件200工作设定的时间并处于稳定的工作状态时，拍摄所述待测元件200的热图，热图中显示待测元件200温度最高的区域为待测区域201。例如，待测元件200安装到设备(例如，手机)中，通过开启该设备，使该设备播放视频十分钟，使该设备处于稳定工作状态，通过热像仪拍摄待测元件200，记录焊点203表面的温度场分布，从而得到待测元件200的焊点203的红外热图像。

可以理解，其他实施例中，也可以在待测元件200达到稳定的工作状态后，使待测元件200结束工作，因待测元件200在结束工作设定的时间(例如，设定的时间不大于15min)内仍然可以保持或接近工作时的发热状态，可以在待测元件200结束工作后的该设定时间内拍摄待测元件200，得到待测元件200的热图。

可以理解，其他实施例中，也可以通过经验估计待测元件200的发热量最大的区域为待测区域201。

步骤S20，实施测试学习流程，并确定测试参数。

将待测元件200固定于容置腔101内，并调节加热头21抵持在待测区域201的压力。调节完成后，保持加热头21与待测元件200之间相对静止，即保证在整个热疲劳测试的过程中加热件20与待测元件200之间压力不变，使加热件20与待测元件200之间的热传导保持一致。

为达到热疲劳测试效果，待测区域201需加热至第一设定温度，以及冷却至第二设定温度。第一设定温度的范围为100℃～110℃，例如，第一设定温度可为105℃。第二设定温度的范围为-25℃～-15℃，例如，第二设定温度可为-20℃。

为使待测区域201在进行疲劳循环测试中，达到第一设定温度和第二设定温度，需先对加热件20和冷却件30实施测试学习流程，以确定加热件20自身的加热温度、以及冷却件30自身的冷却温度，然后再进入正式的热疲劳循环测试过程。

为使加热件20加热待测区域201达到第一设定温度，需确定加热件20自身的加热温度。如图7所示，通过测试学习流程实现确认加热件20自身的加热温度，包括如下步骤：

步骤S21，加热件20以一加热温度对待测区域201加热，加热温度大于第一设定温度。

可以理解，其他实施例中，加热件的加热温度也可以等于第一设定温度。

加热件20的加热温度范围依据第一设定温度设定，例如，加热件20的加热温度范围为120℃～200℃。

步骤S22，测量待测区域201的实际温度，判断该实际温度是否达到第一设定温度，并能够稳定在第一设定温度设定的时间。

步骤S22的判断结果为是时，进入步骤S23：确定测试参数包括加热件20的该加热温度，并结束测试学习流程。

步骤S22的判断结果为否时，进入步骤S24：判断该实际温度是否大于第一设定温度。

步骤S24的判断结果为是时，进入步骤S25：加热件20以小于该加热温度的另一加热温度对待测区域201进行加热，并再次进入步骤S22。

步骤S24的判断结果为否时，进入步骤S26：加热件20以大于该加热温度的另一加热温度对待测区域201进行加热，并再次进入步骤S22。

重复通过步骤S22的判断，并实施步骤S23至步骤S26中的相应步骤，直至加热件20加热待测区域201达到第一设定温度，并保持第一设定温度设定的时间时，结束测试学习流程。

例如，一实施例中，加热件20第一次加热待测区域201的加热温度为180℃，测得第一次加热使待测区域201的温度高于第一设定温度。降低加热件20的加热温度，加热件20第二次加热待测区域201的加热温度为150℃，测得待测区域201的温度达到第一设定温度并稳定设定的时间(例如，设定的时间为30min)，即确定加热件20的测试参数-加热温度为150℃。

又如，另一实施例中，加热件20第一次加热待测区域201的加热温度为130℃，测得第一次加热使待测区域201的温度低于第一设定温度。提高加热件20的加热温度，加热件20第二次加热待测区域201的加热温度为150℃，测得待测区域201的温度达到第一设定温度并稳定设定的时间(例如，设定的时间为30min)，即确定加热件20的测试参数-加热温度为150℃。

通过实施测试学习流程，保证加热件20加热待测区域201，使待测区域201的实际温度与第一设定温度相同，进一步提高了热疲劳测试的准确度。

待测区域201的实际温度可通过另一温度传感器(图未示)测得。或者待测元件200电信连接一设备(例如，将待测元件200电连接一手机)，并设通过设备设置程序，通过该程序读取待测元件200内自身的温度监测模块测得的温度。

为使冷却件30冷却待测区域201达到第一设定温度，需确定冷却件30自身的冷却温度。如图8所示，通过测试学习流程实现确认冷却件30自身的冷却温度，包括如下步骤：

步骤S201，冷却件30以一冷却温度对待测区域201冷却，冷却温度小于第二设定温度。

可以理解，其他实施例中，冷却件的冷却温度也可以等于第二设定温度。

冷却件30的冷却温度范围依据第二设定温度设定，例如，冷却件30的冷却温度范围为-40℃～-15℃。

步骤S202，测量待测区域201的实际温度，判断该实际温度是否达到第二设定温度，并能够稳定在第二设定温度设定的时间。

步骤S202的判断结果为是时，进入步骤S203：确定测试参数包括冷却件30的该冷却温度，并结束测试学习流程。

步骤S202的判断结果为否时，进步步骤S204：判断该实际温度是否大于第二设定温度。

步骤S204的判断结果为是时，进入步骤S205：冷却件30以小于该冷却温度的另一冷却温度对待测区域201进行冷却，并再次进入步骤S202。

步骤S204的判断结果为否时，进入步骤S206：冷却件30以大于该冷却温度的另一冷却温度对待测区域201进行冷却，并再次进入步骤S202。

重复通过步骤S202的判断，并实施步骤S203至步骤S206中的相应步骤，直至冷却件30冷却待测区域201达到第二设定温度，并保持第二设定温度设定的时间时，结束测试学习流程。

例如，一实施例中，冷却件30第一次冷却待测区域201的冷却温度为-30℃，测得第一次冷却使待测区域201的温度低于第二设定温度。提升冷却件30的冷却温度，冷却件30第二次冷却待测区域201的冷却温度为-25℃，测得待测区域201的温度达到第二设定温度并稳定设定的时间(例如，设定的时间为30min)，即确定冷却件30的测试参数-冷却温度为-25℃。

又如，另一实施例中，冷却件30第一次冷却待测区域201的冷却温度为-20℃，测得第一次冷却使待测区域201的温度高于第二设定温度。降低冷却件30的冷却温度，冷却件30第二次冷却待测区域201的冷却温度为-25℃，测得待测区域201的温度达到第二设定温度并稳定设定的时间(例如，设定的时间为30min)，即确定冷却件30的测试参数-冷却温度为-25℃。

通过实施测试学习流程，保证冷却件30冷却待测区域201，使待测区域201的实际温度与第二设定温度相同，进一步提高了热疲劳测试的准确度。

为使热疲劳测试的条件与待测元件200实际的工作情况接近，以提高热疲劳测试的准确度，热疲劳测试中测试参数还包括加热件20保持加热温度的第一保温时间、加热件20的加热温变速率、冷却件30保持冷却温度的第二保温时间、冷却件30的冷却温变速率、以及循环加热和冷却待测元件200的待测区域201的循环次数。

为避免热疲劳测试的升温、降温过程出现温冲情况，设定加热温变速率和冷却温度速率的范围为7℃/min～15℃/min；第一保温时间的范围和第二保温时间的范围为25min～35min。

步骤S30，加热待测元件200的待测区域201，使待测区域201达到第一设定温度。

控制系统40控制驱动电路模块25导通，以驱使加热头21以加热温变速率持续发热直至达到加热温度，使待测元件200的待测区域201达到第一设定温度，并使该第一设定温度保持第一保温时间。

步骤S30的过程中，冷却件30不工作。

步骤S40，停止加热及冷却待测区域201设定的时间。

在设定的时间内，加热件20和冷却件30均不工作，使待测元件200在加热与冷却之间具有缓冲时间，避免出现冷热骤变的情况。例如，停止加热及冷却待测区域201设定的时间范围为3min～10min。

步骤S50，冷却待测元件200的待测区域201，使待测区域201达到第二设定温度。

控制系统40控制冷却件30制冷，以使冷气件以冷却温变速率持续制冷直至达到冷却温度，使待测元件200的待测区域201达到第二设定温度，并使该第二设定温度保持第二保温时间。

步骤S50的过程中，加热件20不工作。

步骤S60，判断加热和冷却待测元件200的待测区域201的循环次数是否大于设定值。

判断循环步骤S30至步骤S50的循环次数是否大于设定值，如果判断结果为是，结束热疲劳测试；如果判断结果为否，重新进入步骤S30。

此外，步骤S30、步骤S40和步骤S50的过程中，还包括监测待测元件200的状态，当待测元件200的状态出现异常时结束。具体地，将待测元件200与设备电信连接(待测元件200可以安装于该设备内，且该设备放置于容置腔101内，或者通过传输线电连接待测元件200及位于容置腔101外的该设备)，该设备除待测元件200有温度改变外，设备内的其他元件的状态不变，通过观察该设备的工作状态即可得知待测元件200的状态。监测待测元件200的状态可以通过多种方式实现。例如，可以通过人工监测或者拍摄该设备，例如当设备出现屏幕熄灭、播放画质变化、闪屏等异常时，说明待测元件200的功能出现异常。又如，通过一电学特性检测装置检测设备的工作电流异常时，说明待测元件200的功能出现异常。再如，通过开发对应待测元件200的软件程序，通过软件程序反应该待测元件200的功能状态。

可以理解，其他实施例中，步骤S30和步骤S50可以互换顺序。

上述热疲劳测试装置100及方法，通过加热件20能够直接加热待测元件200的待测区域201，使热疲劳测试的环境接近待测元件200的工作的发热情况，使热疲劳测试的准确度高。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和实质。

Claims (14)

1.一种热疲劳测试装置，其特征在于，包括：

箱体，设有用于容置待测元件的容置腔；

加热件，设置有能够伸入所述容置腔内的加热头，所述加热头能够抵持并加热所述待测元件的待测区域；

冷却件，与所述容置腔连通，用于向所述容置腔提供冷气；

控制系统，分别与所述加热件和所述冷却件电信连接，所述控制系统能够控制所述加热件加热所述待测区域，以及控制所述冷却件向所述容置腔内提供冷气。

2.如权利要求1所述的热疲劳测试装置，其特征在于：所述热疲劳测试装置还包括接触件，所述接触件设置于所述加热头的外侧，且能够传导所述加热头的热量至所述待测元件的待测区域。

3.如权利要求2所述的热疲劳测试装置，其特征在于：所述热疲劳测试装置还包括压力传感器，所述压力传感器设置于所述加热头与所述接触件之间，且与所述控制系统电信连接。

4.如权利要求2所述的热疲劳测试装置，其特征在于：所述热疲劳测试装置还包括与所述控制系统电信连接的温度传感器，所述温度传感器位于所述加热头与所述接触件之间，且用于检测所述加热件加热所述待测区域的实际温度。

5.如权利要求1所述的热疲劳测试装置，其特征在于：所述热疲劳测试装置还包括调节件，所述调节件设置于所述箱体外，所述加热件设置于所述调节件上，所述调节件能够移送所述加热件，使所述加热头接触所述待测元件的待测区域。

6.一种热疲劳测试方法，其特征在于，所述热疲劳测试方法由如权利要求1-5任一项所述的热疲劳测试装置实施，且包括：

确定所述待测元件的待测区域；

加热所述待测元件的待测区域，使所述待测区域达到第一设定温度；

冷却所述待测元件的待测区域，使所述待测区域达到第二设定温度；

循环加热和冷却所述待测元件的待测区域，直至循环的次数达到设定值或所述待测元件出现异常时结束。

7.如权利要求6所述的热疲劳测试方法，其特征在于，在所述“加热所述待测元件的待测区域，使所述待测区域达到第一设定温度”，以及所述“冷却所述待测元件的待测区域，使所述待测区域达到第二设定温度”的步骤中，还包括：

监测所述待测元件的状态，当所述待测元件的状态出现异常时结束。

8.如权利要求6所述的热疲劳测试方法，其特征在于，所述“加热所述待测元件的待测区域，使所述待测区域达到第一设定温度”的步骤，与所述“冷却所述待测元件的待测区域，使所述待测区域达到第二设定温度”的步骤的顺序能够互换。

9.如权利要求6所述的热疲劳测试方法，其特征在于，所述“确定待测元件的待测区域”的步骤包括：拍摄所述待测元件的热图，确定所述待测元件温度最高的区域为所述待测区域。

10.如权利要求6所述的热疲劳测试方法，其特征在于，所述“确定待测元件的待测区域”的步骤后，还包括实施测试学习流程，并确定测试参数，包括：

所述加热件以一加热温度对所述待测区域加热，所述加热温度不小于所述第一设定温度；测量所述待测区域的实际温度，并判断所述待测区域的实际温度是否达到所述第一设定温度，并能够稳定在所述第一设定温度设定的时间；判断结果为是时，确定所述测试参数包括所述加热件的所述加热温度；判断结果为否时，所述加热件以另一加热温度对所述待测区域进行加热；

所述冷却件以一冷却温度对所述待测区域冷却，所述冷却温度不大于所述第二设定温度；测量所述待测区域的实际温度，并判断所述待测区域实际温度是否达到所述第二设定温度，并能够稳定在所述第二设定温度设定的时间；判断结果为是时，确定所述测试参数包括所述冷却件的所述冷却温度；判断结果为否时，所述冷却件以另一冷却温度对所述待测区域进行冷却。

11.如权利要求10所述的热疲劳测试方法，其特征在于：所述测试参数还包括所述加热件保持在所述加热温度的第一保温时间、所述加热件的加热温变速率、所述冷却件保持在所述冷却温度的第二保温时间、所述冷却件的冷却温变速率、以及循环加热和冷却所述待测元件的待测区域的循环次数。

12.如权利要求11所述的热疲劳测试方法，所述第一设定温度的范围为100℃～110℃；所述第二设定温度的范围为-25℃～-15℃；所述加热件的加热温度的范围为120℃～200℃；所述冷却件的冷却温度的范围为-40℃～-15℃；所述加热温变速率和所述冷却温度速率的范围为7℃/min～15℃/min；所述第一保温时间的范围和所述第二保温时间的范围为25min～35min。

13.如权利要求6所述的热疲劳测试方法，其特征在于：所述“加热所述待测元件的待测区域”的步骤，和所述“冷却所述待测元件的待测区域”的步骤之间还包括：停止加热及冷却所述待测区域设定的时间。

14.如权利要求6所述的热疲劳测试方法，其特征在于：在所述待测元件的热疲劳测试过程中，所述待测元件的测试区域与所述加热头之间的压力保持一致。

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