采用银烧结将芯片和柔性PCB板分别连接到两个DBC上,将CMC金属块烧结到每个芯片的表面,随后将两个DBC板焊接在一起并进行真空灌封硅凝胶密封。两侧DBC外表面为器件散热提供了双散热通路。高温环境下SiCMOSFET电流容量降低,并联芯片通常由于并联分支间的寄生不匹配导致电流不平衡,进而导致芯片温度分布不均,且并联芯片间热耦合严重,影响器件散热。研究者提出一种交错平面封装的新型半桥封装结构,该结构基于平面封装原理,具备双面散热能力。交错平面封装使任意两个相邻的并联芯片在空间上交错排列,可以避免芯片间的热耦合,实现更好的热性能。上下基板分别起到导电、导热、绝缘和机械支撑的作用。动态测试IGBT自动化设备可用于验证器件的可控性和稳定性。福建真空炉市价
由CMC制成的垫片可以传导电流、传递热量、保证电气绝缘距离,并具有与芯片和基板相匹配的可调节热膨胀系数(CTE)。交错平面封装方法通过增加相邻芯片间的距离来减小等效耦合热阻,拉长热耦合的传热路径,具有均匀且较小的热耦合效应。这种封装方式利用了3D封装结构灵活性的优势,增大传热距离,但没有增大功率模块的尺寸。具有低热耦合效应、更均匀的温度分布和出色的热性能。在相同的耗散热和散热条件下,与传统芯片布局封装模块至大结温155.8℃,封装内部至大温差12.3℃相比,交错布局封装至大结温为135.2℃,封装内部至大温差只3.4℃。显然,交错封装模块的温度分布更加均匀,可有效降低封装热阻和芯片间的热耦合不均匀程度。湖南一体化真空灌胶自动线IGBT自动化设备的应用使功率半导体模块封装过程更高效和准确。
功率器件正呈现出高频、高压、高功率以及高温的发展特点。同时这些特征也对功率器件封装提出了巨大挑战,需要考虑到封装结构、封装材料和封装工艺的可行性和适配性,这些涉及到器件的封装电感、芯片散热和电气绝缘等问题,倘若这些不能够很好的得到解决,就会对器件的热学、电学、机械性能和可靠性产生极大的影响,甚至导致器件的失效。尤其是在目前功率器件高电压、大电流和封装体积紧凑化的发展背景下,封装器件的散热问题已变得尤为突出且更具挑战性。
直接导线键合结构(DLB):直接导线键合结构至大的特点就是利用焊料,将铜导线与芯片表面直接连接在一起,相对引线键合技术,该技术使用的铜导线可有效降低寄生电感,同时由于铜导线与芯片表面互连面积大,还可以提高互连可靠性。三菱公司利用该结构开发的IGBT模块,相比引线键合模块内部电感降低至57%,内部引线电阻减小一半。SKiN模块结构也是一种无引线键合的结构,它采用了双层柔软的印刷线路板同时用于连接MOSFET和用作电流通路。为进一步降低寄生效应,使用多层衬底的2.5D和3D模块封装结构被开发出来用于功率芯片之间或者功率芯片与驱动电路之间的互连。IGBT自动化设备的动态测试有助于精确估计器件在不同负载下的效率。
基于双基板堆叠和面互连,采用上下双基板堆叠的无键合线平面互连封装。该封装采用Wolfspeed第三代10kVSiCMOSFET芯片构建。芯片焊接在下堆叠基板上,芯片正面电极采用金属Mo柱连接,Mo柱上方连接带有通孔的上堆叠基板。在上堆叠基板的上表面,采用高密度弹簧销端子,将芯片电极连接到PCB母线。Mo柱互连取代键合线连接,提高了机械可靠性,降低了封装杂散电感和电阻。该封装在芯片的两侧均采用平面连接,少部分热量可通过芯片上表面传递给上部堆叠基板,但由于上基板上表面为弹簧端子连接,不利于热量传递,芯片耗散热主要从下堆叠基板散热,使该封装只具有单一散热通路。通过在下堆叠基板底部集成定制的直接射流喷射冷却器,模块结到环境热阻达到0.38℃/W。IGBT自动化设备在制造IGBT模块时具备良好的成本竞争力。动态测试真空灌胶自动线厂商
IGBT自动化设备的动态测试有助于提前发现潜在的故障和不良。福建真空炉市价
PCoB连接双面散热:虽然双基板封装具备双面散热的能力,但基板与底板连接,引入寄生电感,同时存在基板热阻较大的问题,为提高器件的电气性能和热性能,研究人员提出了一种功率芯片连接在总线上(PowerChiponBus,PCoB)的双面散热封装方法,将芯片连接到2个母线状金属基板上,基板通过预先成型的环氧树脂粘合在一起,金属基板相对于陶瓷基板具有更优异的导热性能。厚翅片铜既作为热沉又作为母线。钼垫片用作芯片和底部基板间的热膨胀缓冲层,以降低因热碰撞系数(CTE)失配引起的热机械应力。福建真空炉市价