混合集成DC/DC电源模块具有设计周期短、体积小、功率密度高、可靠性高、系统升级容易等特点，使其在各个领域应用越来越广泛。然而随着电源模块组装密度的进一步加大，其单位体积容纳的热量越来越大，器件的工作温度也随之增大，其热可靠性问题必将更加突出。因此，对功率DC/DC电源模块进行热分析及热可靠性的研究，对指导其热可靠性设计具有重大意义。　　本文针对某功率DC/DC电源模块热可靠性问题主要从两方面开展了工作：其一，有限元热仿真技术的研究，通过对对流因素及建模因素的研究提高热模拟精度；其二，基于热分析的结果开展变压器、玻璃绝缘子及VDMOS芯片的热可靠性问题的研究。　　首先，通过实验研究自然对流换热系数与散热界面温度之间的关系及强制对流换热系数与风速之间的关系，得到了符合小型电子设备表面散热的自然对流换热系数及强制对流换热系数的数学模型，为DC/DC电源模块热模拟提供可靠的边界条件。以三维建模软件(Pro/E)和有限元软件(ANSYS Workbench)为辅助工具，通过改变传统建模方法，建立微细结构模型，以红外热像测温试验结果为基准，比较两种建模模型的热模拟精度。结果表明微细结构的热模拟精度更高，更符合高可靠性产品的仿真需求。　　然后，依据GJB/Z299B-98标准计算得到各组件功耗满额工作时，变压器的工作失效率为1.03×10-7/h，没有达到产品要求（10-8/h）。以有限元热模拟为手段，通过对电源模块各组件功耗与变压器热点温度的关系分析，得到各组件最大允许损耗不高于满功耗的94.6％。通过分析变压器粘结胶、外壳材料及厚度对变压器热点温度的影响，得到另一种控制变压器工作失效率的途径是减薄变压器磁芯粘结胶厚度或增大外壳底部厚度。　　其次，以有限元热-结构模拟为手段，研究了玻璃绝缘子的热可靠性问题。通过对玻璃绝缘子的热应力分析发现：大温变交替下，与玻璃绝缘子封接的引脚的截面在垂直方向的应力交替变化，极有可能造成引脚与玻璃绝缘子之间产生缝隙而密封失效，并且玻璃绝缘子同一个单元处受到的应力方向变化很大，有可能造成玻璃绝缘子“疲劳”失效；通过建立不同模型对比分析，发现气泡缺陷及引脚上的焊料对玻璃绝缘子的热可靠性的影响很大。通过对不同的引脚上端焊料形状进行对比分析，发现焊料越小对玻璃绝缘子的热可靠性越有利。以玻璃绝缘子的许用抗张强度为基准，通过热-结构模拟得到玻璃绝缘子热膨胀系数使用的极限值范围为4.66×10-6至6.42×10-6。应用正交试验得出玻璃绝缘子与外壳及引脚的封接结构的最优参数组合为：引脚直径为1.3mm，外壳孔直径为1.8mm，外壳底厚度为1.5mm，最优组合对应的玻璃绝缘子最大拉应力降低了3.87MPa。　　最后，为了降低芯片结温，应用正交试验得出芯片到外壳封装结构及材料参数的最优参数组合为：芯片键合层厚度为0.05mm，基片厚度为1.2mm，基片材料为BeO，基片粘结层厚度为0.2mm，对应芯片的结温为72.87℃，降低了8.63℃。　　本文的研究工作解决了电源模块实际应用部分问题，对电源模块的热可靠性设计具有一定的指导意义。