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。动态测试IGBT自动化设备可评估器件在高负载情况下的温度和功耗。贵州IGBT自动化设备行价
IGBT模块封装的流程大致如下:贴片→真空回流焊接→超声波清洗→X-ray缺陷检测→引线键合→静态测试→二次焊接→壳体灌胶与固化→端子成形→功能测试(动态测试、绝缘测试、反偏测试)贴片,首先将IGBT wafer上的每一个die贴片到DBC上。DBC是覆铜陶瓷基板,中间是陶瓷,双面覆铜,DBC类似PCB起到导电和电气隔离等作用,常用的陶瓷绝缘材料为氧化铝(Al2O3)和氮化铝(AlN);真空焊接,贴片后通过真空焊接将die与DBC固定,一般焊料是锡片或锡膏。深圳无功老化测试设备行价通过自动化设备,IGBT模块的封装过程更加一致和可控。
IGBT模块是新一代的功率半导体电子元件模块,诞生于20世纪80年代,并在90年代进行新一轮的升级,通过新技术的发展,现在的IGBT模块已经成为集通态压降低、开关速度快、高电压低损耗、大电流热稳定性好等等众多特点于一身,而这些技术特点正式IGBT模块取代旧式双极管成为电路制造中的重要电子器件的主要原因。近些年,电动汽车的蓬勃发展带动了功率模块封装技术的更新迭代。目前电动汽车主逆变器功率半导体技术,表示着中等功率模块技术的先进水平,高可靠性、高功率密度并且要求成本竞争力是其首先需要满足的要求。
4种AlN基板功率循环耐测试:为了更好地评估AlN覆铜板耐久性和寿命,将4种AlN覆铜板以常规工艺封装成IGBT模块,用硅胶进行密封保护,恒定功率为1200A/3.3kV、0~85000次循环测试,验证4种AlN覆铜板IGBT模块的功率循环可靠性。器件的起始温度T0设置为45℃,Tc为循环后的温度,相对热阻Rr下式计算,可得AMB陶瓷基板IGBT模块在7万次功率循环后,模块温度为50℃,相对热阻<15%,满足电力电子器件特别是高压、大电流IGBT模块可靠性要求(相对热阻<15%)。DBC陶瓷基板IGBT模块在4万次循环前,相对热阻保持在15%以内,超过4万次,模块温度逐渐增高,相对热阻(>15%)超出了可靠性要求。DPC陶瓷基板在1万次相对热阻为22%,器件受到破坏,在3万次循环后器件完全失效。TFC陶瓷基板在2万次循环后相对热阻为33%,器件受到破坏,4.5万次循环后器件完全失效。IGBT自动化设备确保封装过程中IGBT模块的稳定性和可靠性。
芯片下表面焊接连接,上表面采用载银硅树脂连接,以进一步降低热机械应力。栅极端子与聚酰亚胺柔性电路板连接。通过空气实现散热器与环境间的电气绝缘。芯片两侧的基板表面为翅片状热沉的连接提供了平台,可使用介电流体(如空气)进行冷却,该PCoB双面风冷模块具有与液冷等效的散热性能。研究表明,采用该封装的1200V/50ASiC肖特基二极管在空气流速为15CFM的条件下测试得到模块结到环境的热阻只为0.5℃/W。在没有散热措施时,结到环境的热阻也低于5℃/W。而对于类似大小的芯片,采用25mil的AlN陶瓷基板和12mil的镀镍铜底板封装的传统功率模块的结壳热阻已达到约0.4℃/W。将该模块通过导热脂连接在液冷散热板上,结到冷却液体的热阻为0.6~1℃/W。表明该PCoB双面空冷模块具有与传统液冷模块相当的热性能。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。静态测试真空灌胶自动线厂家精选
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IGBT作为重要的电力电子的中心器件,其可靠性是决定整个装置安全运行的重要因素。由于IGBT采取了叠层封装技术,该技术不但提高了封装密度,同时也缩短了芯片之间导线的互连长度,从而提高了器件的运行速率。传统Si基功率模块封装存在寄生参数过高,散热效率差的问题,这主要是由于传统封装采用了引线键合和单边散热技术,针对这两大问题,SiC功率模块封装在结构上采用了无引线互连(wireless interconnection)和双面散热(double-side cooling)技术,同时选用了导热系数更好的衬底材料,并尝试在模块结构中集成去耦电容、温度/电流传感器以及驱动电路等,研发出了多种不同的模块封装技术。贵州IGBT自动化设备行价