芯片产生的热量会影响载流子迁移率而降低器件性能。此外,高温也会增加封装不同材料间因热膨胀系数不匹配造成的热应力,这将会严重降低器件的可靠性及工作寿命。结温过高将导致器件发生灾难性故障及封装材料因热疲劳和高温加速导致材料退化而造成的故障问题。因此,在非常有限的封装空间内,及时高效的把芯片的耗散热排放到外界环境中以降低芯片结温及器件内部各封装材料的温度,已成为未来功率器件封装设计过程中需要考虑的重要课题。IGBT自动化设备实现了功率半导体器件封装过程中的自动化操作和控制。贵州非标真空封盖自动线
基于高压大功率器件封装结构散热方面的考虑,除了在封装结构设计过程中,采用高热导率耐高温封装材料和高温焊料,以及时有效的将芯片的热量传递给其他层封装材料之外,还需要有尽可能多的散热路径,如将芯片上表面的键合线取消,利用芯片上表面的散热通路等。近年来,取消键合线的功率器件封装设计研究与实践也频频见于各种文献资料。这也表示着器件封装的发展趋势。同时需要指出的是,取消键合线封装不仅对于芯片封装散热友好,对于封装的可靠性也具有优势。开发体积紧凑、结构设计简单且具有高效散热能力的封装结构成为未来功率半导体器件封装性能提升的关键。通过对现有功率器件封装方面文献的总结,从器件封装结构散热路径的角度可以将功率器件分为单面散热器件、双面散热器件和多面散热器件。湖北非标工业模块自动组装线IGBT自动化设备通过动态测试可以提高产品的可靠性和寿命。
采用纳米银烧结将Mo柱、SiC芯片和Cu柱连接到基板上。相比合金焊料,烧结银导热性能优异,有助于降低芯片连接层的热阻。可在两侧基板表面分别连接热沉进行双面散热。该双面散热封装模块的结壳热阻只有0.17℃/W,封装耗散功率密度超过200W/cm2,而同电压等级的CreeXHV-9模块的结壳热阻为0.468℃/W,表明该双面散热封装具有明显的热性能优势。为进一步优化双面散热封装器件的热性能,提出了柔性印刷电路板互连的平面封装结构,采用Cu-Mo-Cu(CMC)复合金属块满足绝缘要求。柔性PCB板既可以作为芯片上较小特征的互连,还可以代替传统的母线,缩短功率模块的电气回路长度减小寄生电感。
IGBT模块封装流程简介:1、丝网印刷:将锡膏按设定图形印刷于散热底板和DBC铜板表面,为自动贴片做好前期准备 印刷效果;2、自动贴片:将IGBT芯片与FRED芯片贴装于DBC印刷锡膏表面;3、真空回流焊接:将完成贴片的DBC半成品置于真空炉内,进行回流焊接;4、超声波清洗:通过清洗剂对焊接完成后的DBC半成品进行清洗,以保证IGBT芯片表面洁净度满足键合打线要求;5、X-RAY缺陷检测:通过X光检测筛选出空洞大小符合标准的半成品,防止不良品流入下一道工序;6、自动键合:通过键合打线,将各个IGBT芯片或DBC间连结起来,形成完整的电路结构。IGBT自动化设备提高了功率半导体器件封装的一致性和可靠性。
封装结构散热类型:以传统半导体Si芯片和单面散热封装为表示的常规封装器件获得了良好的发展和应用,技术上发展相对比较成熟。但随着对更高电压等级更高功率密度需求的不断增长,传统应用于Si器件的封装技术已不能够满足现有发展和应用的要,目前传统Si基芯片的至高结温不超过175℃,温度循环的范围至大不超过200℃。相比Si器件,SiC器件在导通损耗、开关频率和具有高温运行能力方面具有明显的优势,至高理论工作结温更是高达600℃。若采用现有Si基封装技术,那么以SiC为表示的宽禁带半导体将无法充分发挥其高温运行的能力。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。辽宁工业模块自动组装线行价
在IGBT模块的标准封装中,自动化设备确保塑料外壳和金属底板的准确组装。贵州非标真空封盖自动线
PBA封装双面散热比传统键合线连接单面散热热阻降低38%,表明PBA双面散热封装的优势。双DBC封装实现双面散热的研究还有很多,双面散热得益于芯片封装的两个表面平台,给连接DBC提供了可能,实现了两个散热路径。对比了双面散热结构与传统键合线连接单面散热结构的热性能对比,可以看出双面散热结构具有明显的优势。针对面连接,由于芯片栅极焊盘尺寸小和栅极位置,增加了芯片正面连接的难度。研究人员提出了栅极扩大的方法。通过对芯片的栅极焊盘进行再加工和扩大的再处理方法,增大栅极焊盘的面积,使得面接触更容易实现,进而获得双面散热路径,使该封装具备双面散热的能力。贵州非标真空封盖自动线
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