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用于封装-板级相互作用高效可靠性评估的降阶建模
Reduced-Order Modeling for Efficient Reliability Assessment of Package–Board Interactions
| 作者 | Chengdong Yuan · S%c3%b6nke Maeter · Youssef Maniar · Simon Kuttler · Olaf Wittler · Tamara Bechtold |
| 期刊 | Journal of Electronic Packaging |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 147 卷 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 储能系统 SiC器件 有限元仿真 可靠性分析 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 微电子元件 可靠性评估 计算机模型 虚拟可靠性测试 印刷电路板 |
语言:
中文摘要
在微电子器件的开发周期中，通过物理实验进行全面的可靠性评估成本高且耗时，尤其是在高温工作和功率热循环耐久性评估方面。为降低制造成本并加速产品开发进程，常采用有限元法（FEM）等计算机模型进行虚拟可靠性测试。针对完整的印刷电路板级可靠性分析，传统全阶有限元模型计算开销大，难以支持多工况或大规模仿真。本文采用降阶建模技术，显著减少计算资源消耗，同时保持足够精度，实现对封装与印制板间机械与热应力耦合效应的高效可靠性评估，提升设计迭代效率。
English Abstract
In the development cycle of micro-electronic components, comprehensive reliability assessments via physical hardware experiments are costly and time-consuming, particularly when evaluating high-temperature operation and power thermal cycle endurance. To reduce manufacturing costs and accelerate the product development cycle, computer models, provided, for example, by the finite element method (FEM), are applied for virtual reliability tests. For the assessment of complete printed circuit board (
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SunView 深度解读
该降阶建模技术对阳光电源功率电子产品的可靠性设计具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，SiC/IGBT功率模块承受高温工作和频繁功率循环，封装-PCB界面的热机械应力是关键失效模式。传统全阶有限元仿真计算成本高，难以支持多工况优化。该技术可显著加速PowerTitan等大型储能系统中数百个功率模块的板级可靠性评估，缩短设计迭代周期。特别适用于1500V高压系统和三电平拓扑中多芯片并联模块的焊层疲劳预测，结合iSolarCloud平台的运行数据，可实现基于实际工况的虚拟可靠性验证，降低物理样机测试成本，提升产品25年全生命周期可靠性保障能力。