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现代电力电子封装中数字设计与有限元分析综述
Overview of Digital Design and Finite-Element Analysis in Modern Power Electronic Packaging
Asger Bjorn Jorgensen · Stig Munk-Nielsen · Christian Uhrenfeldt · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
宽禁带（WBG）半导体要求封装具备更低的寄生电感与电容，这推动了高集成度封装技术的发展。由于高集成度增加了电压、电流及温度测量的难度，设计人员需更多依赖仿真手段来洞察原型机的运行状态。本文综述了现代电力电子封装中的数字设计方法与有限元分析技术。
解读: 该技术对于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统至关重要。随着SiC等宽禁带器件在光储产品中的广泛应用，高功率密度设计成为核心竞争力，但也带来了严峻的散热与寄生参数挑战。通过引入先进的有限元仿真与数字设计流程，研发团队能更精准地优化功率模块布局，降低寄生参数对开关...
电力电子封装可靠性评估的在线状态监测方法
Online Condition Monitoring Methodology for Power Electronics Package Reliability Assessment
Henry A. Martin · Edsger C. P. Smits · René H. Poelma · Willem D. van Driel 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
本文提出了一种利用瞬态热脉冲检测功率电子封装热性能退化的在线监测策略。该方法采用温度相关的瞬态热阻抗作为评估指标，能够定量分析封装热性能的退化情况，并有效定位故障位置，为电力电子系统的长期可靠性评估提供了技术支撑。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能系统）具有极高的应用价值。功率模块是逆变器和PCS中最易发生故障的薄弱环节，通过引入在线热阻抗监测技术，公司可以实现对IGBT/SiC模块健康状态的实时预警，从传统的“事后维修”转向“预测性维护”。这不仅能显著提升i...
平行板多芯片功率模块的蒙特卡洛统计公差分析
Monte Carlo Statistical Tolerance Analysis of a Parallel-Plate Multichip Power Module
Danielle Lester · Mark Cairnie · Christina DiMarino · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文对一种无键合线平行板多芯片功率模块（MCPM）进行了蒙特卡洛统计公差分析。研究旨在评估采用柱状互连技术的模块平面度，并识别装配过程中对变异性贡献最大的部件。随着电力电子封装从键合线向柱状互连迁移，该技术实现了垂直平行板结构，显著提升了功率密度。
解读: 该研究聚焦于功率模块的先进封装与制造公差分析，对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统具有重要参考价值。随着公司产品向高功率密度、高集成度方向演进，采用柱状互连替代传统键合线是提升模块热性能与可靠性的关键路径。建议研发团队在开发下一代SiC/IGBT功率模块时，引...
电力电子封装组件高温可靠性综述
Survey of High-Temperature Reliability of Power Electronics Packaging Components
R. Khazaka · L. Mendizabal · D. Henry · R. Hanna · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年5月
为充分发挥SiC和GaN等宽禁带器件的高温运行优势，本文综述了能够承受200°C以上高温存储及大热循环的封装材料。研究重点在于解决极端高温环境下电力电子封装的可靠性挑战，以满足石油钻井、航空航天等特殊应用需求。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器和PowerTitan储能系统中对功率密度要求的不断提升，SiC器件的应用已成为主流。该文献探讨的200°C以上高温封装技术，对于优化阳光电源逆变器及PCS的散热设计、提升功率模块在极端环境下的寿命具有重要参考价值。建议研发团队关注高温封装材料的演进，以进一步减小系统体积，...
DBC基板上GaN器件封装的热管理与电磁分析
Thermal Management and Electromagnetic Analysis for GaN Devices Packaging on DBC Substrate
Chenjiang Yu · Cyril Buttay · Eric Laboure · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
本文对比了印刷电路板（PCB）与陶瓷基板（DBC）在GaN晶体管封装中的电气与热性能。研究表明，尽管PCB在电气性能上具有优势，但陶瓷基板在热导率方面表现更佳。通过实验与仿真验证，文章探讨了优化封装设计以平衡GaN器件高频开关下的热管理与电磁性能的方法。
解读: GaN作为第三代半导体，是阳光电源实现逆变器及储能PCS高功率密度、高效率的关键技术路径。随着组串式逆变器和户用储能系统向更小体积、更高功率密度演进，GaN器件的热管理成为设计瓶颈。本文关于DBC基板与PCB封装性能的对比分析，直接指导了公司在研发高频化功率模块时的基板选型与散热设计。建议研发团队在...
具有层压铝/铜应力缓冲层的可靠铝线键合SiC/Si二极管
Reliable Aluminum Wire-Bonded SiC/Si Diodes With Laminated Al/Cu Stress Buffers
Xiao-Di Li · Guo-Quan Lu · Yun-Hui Mei · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
随着SiC功率芯片工作温度的升高，铝线键合在芯片与键合线热膨胀系数（CTE）不匹配下，热机械可靠性显著下降。本文提出了一种新型层压铝/铜软应力缓冲层，旨在缓解键合界面的热应力，提升功率模块在高温运行环境下的长期可靠性。
解读: 该技术直接关联阳光电源的核心产品线，特别是组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中的功率模块封装。随着阳光电源产品向高功率密度和高工作温度演进，SiC器件的应用日益广泛。该研究提出的层压Al/Cu缓冲层技术，能有效解决SiC芯片与铝线键合处的热机械疲劳问题，显著提升逆变器和...
一种低热集中与低热机械应力的双面双向功率模块
A Double-Sided Bidirectional Power Module With Low Heat Concentration and Low Thermomechanical Stress
Junlin Cao · Jing Li · Yun-Hui Mei · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
双面封装结构常导致严重的热失配，易引发连接失效。针对双面双向开关（BDS）模块，缓冲垫片处的热集中进一步加剧了连接层的热疲劳风险，这是限制其可靠性与应用的关键瓶颈。本文提出了一种新型结构，旨在降低热集中与热机械应力，提升双面功率模块的可靠性。
解读: 该研究直接针对功率模块的可靠性核心痛点，对阳光电源的储能变流器（如PowerTitan、ST系列PCS）及组串式逆变器具有重要价值。随着功率密度不断提升，双面散热技术是实现更高功率等级的关键，但热疲劳一直是制约寿命的瓶颈。该文提出的低应力封装结构可显著提升模块在复杂工况下的循环寿命，建议研发团队关注...
基于分立式SiC器件重构的高性能SiC功率模块
High Performance SiC Power Module Based on Repackaging of Discrete SiC Devices
Zibo Chen · Alex Q. Huang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
随着电动汽车、光伏及储能系统的快速发展，市场对大电流SiC功率模块的需求日益增长。然而，现有的多芯片模块成本远高于IGBT模块。本文提出了一种基于分立式SiC器件的高功率智能功率模块（IPM）低成本封装方法，旨在提升性能的同时降低成本。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高的战略价值。在光伏逆变器（尤其是组串式与集中式）及储能系统（PowerTitan/PowerStack）中，SiC器件的应用是提升功率密度与转换效率的关键。目前SiC模块成本较高，该研究提出的分立器件重构封装方案，为阳光电源在高性能、低成本功率模块的定制化开发上提供...
用于碳化硅MOSFET的基板嵌入式电力电子封装
Substrate Embedded Power Electronics Packaging for Silicon Carbide mosfets
Ameer Janabi · Luke Shillaber · Wucheng Ying · Wei Mu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文提出了一种用于分立芯片的新型电力电子封装方案——标准单元。该方案由阶梯蚀刻活性金属钎焊（AMB）基板和柔性印刷电路板（flex-PCB）组成。该标准单元具有高导热性、完全电气绝缘和低杂散电感等优势，有效提升了SiC MOSFET器件的整体性能。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有显著的赋能作用。SiC MOSFET是提升组串式光伏逆变器功率密度和效率的关键，而封装技术直接决定了器件在高频开关下的散热能力与杂散电感表现。采用AMB基板和柔性PCB的嵌入式封装方案，可显著降低寄生参数，减少开关损耗，这对阳光电源的PowerTitan储能系统及新一...
基于纳米银浆无压烧结的多芯片半桥IGBT模块可靠性评估
Reliability Evaluation of Multichip Phase-Leg IGBT Modules Using Pressureless Sintering of Nanosilver Paste by Power Cycling Tests
Shancan Fu · Yunhui Mei · Xin Li · Changsheng Ma 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
纳米银浆作为一种无铅芯片连接材料，在高温电力电子封装中展现出巨大潜力。本文通过功率循环测试，评估了采用无压烧结工艺的1200V/150A多芯片IGBT模块的可靠性，旨在解决传统焊料在高温应用下的失效挑战。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）具有重要意义。随着功率密度提升，IGBT模块的结温管理与封装可靠性成为瓶颈。纳米银烧结技术能显著提升模块的导热性能与耐高温能力，有助于延长产品在严苛环境下的寿命。建议研发团队关注该技术在高温、高功率密度场景下的长...
180 °C无压烧结银芯片互连技术在电力电子封装中的应用
Pressureless Sintered-Silver Die-Attach at 180 °C for Power Electronics Packaging
Meiyu Wang · Yun-Hui Mei · Jingyou Jin · Shi Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文开发了一种三峰银浆，通过使用三峰系统和170 °C可去除有机剂，实现了在180 °C下的无压烧结。该技术在电力电子封装中具有重要意义，能够有效降低残余热机械应力，避免芯片损伤，并实现高致密度的键合层，从而提升功率模块的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的功率模块封装工艺具有极高的参考价值。随着光伏逆变器和储能PCS向高功率密度、高可靠性方向发展，SiC等宽禁带半导体应用日益广泛，传统的焊料连接已难以满足严苛的热循环需求。无压烧结银技术不仅能提升模块的导热性能和耐高温能力，还能通过降低烧结温度减少芯片热应力，直接提升组串式逆变器及P...
用于电力电子封装的铜/功能化多壁碳纳米管复合浆料的低温烧结
Low-Temperature Sintering of Cu/Functionalized Multiwalled Carbon Nanotubes Composite Paste for Power Electronic Packaging
Lingmei Wu · Jing Qian · Fusheng Zhang · Jiabing Yu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
烧结铜因其低温键合和高温工作能力，被视为芯片互连最有前景的方案。本文通过烧结铜浆料及复合材料，实现了高强度的铜-铜接头及IGBT器件封装，进一步优化了现有烧结铜技术的性能，提升了功率电子封装的可靠性。
解读: 该技术直接关联阳光电源的核心产品线，特别是组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统中的功率模块封装。随着功率密度不断提升，IGBT/SiC模块的互连可靠性成为系统寿命的关键瓶颈。该低温烧结技术能有效降低封装应力，提升模块在极端工况下的热循环能力。建议研发部门关注...
用于电力电子封装的溅射纳米晶银薄膜低温直接键合：键合机理、热特性及可靠性
Low-Temperature Direct Bonding of Sputtered Nanocrystalline Ag Film for Power Electronic Packaging: Bonding Mechanism, Thermal Characteristics, and Reliability
Dashi Lu · Xiuqi Wang · Hao Pan · Xiaoxiong Zheng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文提出了一种磁控溅射纳米晶银（Nano-Ag）薄膜作为功率器件封装的芯片连接材料。该材料具有无有机物成分的特性，可在200°C空气环境下实现低温直接键合，为提升功率电子封装的连接性能与可靠性提供了新方案。
解读: 该技术直接关联阳光电源核心产品（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统）中功率模块的封装工艺。随着SiC等宽禁带半导体应用普及，高功率密度对封装可靠性及散热要求极高。纳米银低温烧结技术可替代传统焊料，显著提升功率模块的耐高温性能与热循环寿命，降低热阻。建议研发团队关注该技术在高性能PC...