恭喜青岛中微创芯电子有限公司孔亮获国家专利权
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龙图腾网恭喜青岛中微创芯电子有限公司申请的专利功率半导体焊接层寿命评估与失效预测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119538686B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-06发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510104990.1,技术领域涉及:G06F30/23;该发明授权功率半导体焊接层寿命评估与失效预测方法是由孔亮;宋昊;徐勇;倪艳设计研发完成,并于2025-01-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本功率半导体焊接层寿命评估与失效预测方法在说明书摘要公布了:本发明公开了功率半导体焊接层寿命评估与失效预测方法,包括以下步骤:S1、采集获取芯片设计参数、功率半导体模块封测工艺参数、功率半导体模块工作条件监测数据;S2、根据S1获取的数据,采用有限元分析方法构建传热模型、机械应力模型和电性能模型;涉及功率半导体技术领域,通过综合考虑芯片设计参数、功率半导体模块封测工艺参数以及工作条件监测数据,并构建多个物理模型,从传热、机械应力、电性能多个维度深入分析对焊接层寿命的影响,相较于仅从单一热疲劳角度,或主要依赖特定前驱参数利用神经网络拟合的方法,能够更全面、精准地评估焊接层的剩余寿命,为功率半导体模块的可靠运行提供更准确的寿命预测信息。
本发明授权功率半导体焊接层寿命评估与失效预测方法在权利要求书中公布了:1.功率半导体焊接层寿命评估与失效预测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、采集获取芯片设计参数、功率半导体模块封测工艺参数、功率半导体模块工作条件监测数据;S2、根据S1获取的数据,采用有限元分析方法构建传热模型、机械应力模型和电性能模型;S2中,传热模型构建:基于芯片设计参数、功率半导体模块封测工艺参数、功率半导体模块工作条件监测数据,采用有限元分析方法构建传热模型,传热模型用于模拟不同工作条件下热量在功率半导体模块内的分布,传热模型用于预测焊接层热负荷;机械应力模型构建:基于传热模型、芯片设计参数、功率半导体模块封测工艺参数、功率半导体模块工作条件监测数据,采用有限元分析方法构建机械应力模型,机械应力模型用于模拟不同工作条件下的应力变化,机械应力模型用于评估焊接层的结构强度能否承受应力变化;电性能模型构建:基于芯片设计参数和功率半导体模块工作条件监测数据,采用有限元分析方法构建电性能模型,电性能模型用于模拟不同电压、电流工况下焊接层的电应力情况,结合材料的电迁移阈值参数,电性能模型用于预测电应力对焊接层寿命的影响程度;S3、疲劳寿命模型构建:根据机械应力模型输出的焊接层应力、应变数据,基于Miner准则的累积损伤理论,将焊接层在不同工作周期下经受的应力循环进行统计,结合焊接材料的SN曲线,计算焊接层的疲劳损伤累积值,预测其基于机械疲劳的剩余寿命;热寿命模型建立构建:通过传热模型得到的焊接层温度数据,采用Arrhenius方程,通过监测焊接层材料性能变化与温度、时间的关系,建立热寿命模型,预测焊接层因热老化导致的寿命损耗;综合寿命融合模型构建:通过电性能模型、疲劳寿命模型、热寿命模型相结合,采用加权或多因素耦合算法,构建综合寿命融合模型,综合寿命融合模型用于预测焊接层的整体寿命;S4、在功率半导体模块运行过程中,通过传感器实时采集与传输数据;S5、S4中实时采集的数据,根据综合寿命模型计算结果,当焊接层剩余寿命低于预设安全阈值,系统发出失效预警信号。
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