随着功率MOSFET芯片的功率增加,体积缩小,热密度急剧上升,集成电路的散热问题已经成为器件可靠性的关键。影响功率器件封装可靠性的主要因素有:芯片粘贴焊层空洞率及焊接质量;粗引线键合的品质。本论文基于此两个问题展开相关的实验研究,为工业应用提供可参考的工艺参数依据;并通过有限元方法在理论上的探讨,为工艺改善提供理论上的依据。本文综述了功率器件及其封装技术和功率器件封装的可靠性。针对芯片粘贴中的空洞展开了实验研究,利用正交实验设计方法对温度、时间、压力等工艺参数进行优化并得到最优的工艺参数窗口及各工艺参数对空洞的影响程度。针对常用的5mil,15mil铝线超声引线键合工艺,利用正交实验设计方法进行工艺参数优化,得到最优的工艺参数窗口;并采用BP神经网络建立工艺参数与引线键合质量之间的非线性关系,得到工艺预测的神经网络结构。本文利用ANSYS有限元分析,基于热-机械耦合方法对功率器件封装进行的理论探究,分析了芯片粘贴焊层中空洞率,厚度,芯片功率等对封装体温度场和热应力应变场的影响。通过分析芯片粘贴工艺过程中空洞形成的机理,根据有限元分析结论,对工艺的改善优化提出建议。基于有限元方法,本文还对芯片粘贴焊层进行了寿命预测及热可靠性分析。通过建立芯片粘贴的PbSnAg焊料层的有限元模型,在温度循环实验(-55℃~+125℃)加载条件下,对等效应力最大值、塑性应变最大值、塑性功密度等进行热可靠性的分析讨论,并基于Robert Darveaux提出的能量密度方法对芯片粘贴焊层进行了寿命预测分析,最后讨论了芯片的尺寸对焊层热可靠性的影响。