多芯片功率模块三维热网络模型建立与结温计算方法技术

一种多芯片功率模块三维热网络模型建立与结温计算方法，基于多芯片功率模块的芯片数量与内部封装材料的层数，构建多芯片功率模块的三维热网络模型；根据基尔霍夫电流定律将三维热网络模型表征为状态空间方程；基于多芯片功率模块的内部结构尺寸和材料参数建立其有限元模型，对各芯片施加恒定的功率损耗，获得芯片区域及其下方各层材料的瞬态热响应曲线数据集；施加恒定功率损耗作为状态空间方程的输入，把各节点计算得到的瞬态热响应与有限元仿真获取的瞬态热响应之差作为损失函数，利用粒子群算法对热阻、热容参数寻优，最终得到热阻、热容参数；将损耗模型嵌入状态空间方程，将其转变为常微分方程组的初值问题，利用数值计算方法求解结温。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多芯片功率模块温度监测，特别涉及一种多芯片功率模块三维热网络模型建立与结温计算方法。

技术介绍

1、功率模块广泛应用于电力电子应用领域，如直流输电、铁路牵引、电动汽车等。随着对更高功率密度和集成转换器的需求，多芯片功率模块被广泛应用。高温失效是功率模块最主要的失效形式，快速准确的计算功率模块的结温对于热管理、寿命估计和状态监测至关重要。

2、
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种多芯片功率模块三维热网络模型建立与结温计算方法，能够表征多芯片带来的热耦合效应，准确计算各芯片瞬时结温变化，解决了多芯片功率模块建模难，内部温度预测不准的问题。

2、本专利技术是通过以下技术方案予以实现：

3、一种多芯片功率模块三维热网络模型建立与结温计算方法包括：

4、基于多芯片功率模块的芯片数量与内部封装材料的层数，构建多芯本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多芯片功率模块三维热网络模型建立与结温计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种多芯片功率模块三维热网络模型建立与结温计算方法，其特征在于，优选的，多芯片功率模块包括，

3.根据权利要求2所述的一种多芯片功率模块三维热网络模型建立与结温计算方法，其特征在于，基于多芯片功率模块的芯片数量与内部封装材料的层数构建三维热网络模型中，三维热网络模型包括多个自热阻、多个耦合热阻、多个热容以及多个节点，其中，自热阻为芯片层、芯片焊料层、上铜层、陶瓷层、下铜层、基板焊料层、基板和散热器的自身热阻，耦合热阻为两个具有物理连接的节点之间的热阻。...

【技术特征摘要】

1.一种多芯片功率模块三维热网络模型建立与结温计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种多芯片功率模块三维热网络模型建立与结温计算方法，其特征在于，优选的，多芯片功率模块包括，

3.根据权利要求2所述的一种多芯片功率模块三维热网络模型建立与结温计算方法，其特征在于，基于多芯片功率模块的芯片数量与内部封装材料的层数构建三维热网络模型中，三维热网络模型包括多个自热阻、多个耦合热阻、多个热容以及多个节点，其中，自热阻为芯片层、芯片焊料层、上铜层、陶瓷层、下铜层、基板焊料层、基板和散热器的自身热阻，耦合热阻为两个具有物理连接的节点之间的热阻。

4.根据权利要求3所述的一种多芯片功率模块三维热网络模型建立与结温计算方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝令瑜，唐义政，占草，王伟丞，李志立，孙浩，宋德鑫，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：