使用岛津拉力机分别测试四种金属化方法制备的覆铜AlN陶瓷基板的剥离强度,使用冷热冲击试验箱测试覆铜基板可靠性,对基板进行功率循环测试和热阻测试。AlN陶瓷金属化铜层与基板的结合力大小决定了其在实际应用过程中的可靠与否,是陶瓷金属化基板的中心性能指标。本文借鉴《微电子技术用贵金属浆料测试方法附着力测定》中的方法,通过剥离强度测试金属化层的附着力。可得AMB金属化陶瓷基板陶瓷与金属化层结合力较好,剥离强度为25Mpa,接下来是DBC和TFC金属化陶瓷基板,剥离强度分别为21Mpa和15Mpa,更差的是DPC金属化基板,剥离强度只为13Mpa。电动汽车的崛起加速了功率模块封装技术的更新,IGBT自动化设备也得到了迭代升级。非标真空封盖自动线尺寸
芯片背面可通过焊层与DBC基板连接。芯片封装上下两个外表面均为平面,可在两侧分别连接热沉进行冷却。研究表明,器件功率损失在5~300W范围内时,与键合线连接的单面液冷相比,嵌入式封装双面液冷热阻可降低45%~60%。且随着冷却流体流速的增加,散热效果更加明显。因此,使用嵌入式功率芯片封装的双面液体对流散热是改善功率半导体器件散热的可行且有效方案。与常规芯片封装相反,将芯片正面连接在DBC上,芯片背面通过铜夹引出,即可实现芯片的倒装封装,实现芯片两个表面散热。非标真空封盖自动线怎么样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。
IGBR是具有防潮功能的大功率背接触式电阻器,可实现超高额定功率,具有适用于混合组件的微型外壳尺寸。IGBR电阻器具有高额定功率、单一引线接合组装的特性,外壳尺寸从0202到0808不等。典型应用于功率转换器(第三代SiCMOSFET)的栅极电阻器、大功率应用和替代能源等领域。IGBR是节省电源模块空间的完美部件。为什么IGBT模块中需要栅极电阻器?1.通过限制电流影响开关速度;2.限制栅极驱动路径中的噪声;3.限制寄生电感和电容;4.限制对栅极进行充电和放电的电流;5.限制峰值栅极电流以保护驱动器输出级;6.耗散栅极回路中的功率;7.影响开关损耗并防止栅极振荡。
目前的陶瓷基板材料主要有:Al2O3、ALN、Si3N4、BeO、SiC等。其中Al2O3陶瓷开发较早,技术更为成熟,成本更低,应用更普遍,但Al2O3陶瓷的热导率只为17~25W/(m·K),且与Si及GaAs等半导体材料的热膨胀系数匹配性较差,限制了其在高频、大功率、高集成电路中的使用。SiC陶瓷基板的热导率高,热膨胀系数与Si更为相近,但其介电性能(εr=42)较差,烧结损耗大、难以致密,成本高,限制了其大批量应用。Si3N4虽然强度、韧性高、可靠性高,以其等优异的综合热力学性能成为较有前途的大功率候选材料之一,但多晶Si3N4陶瓷在室温下的热导率均较低,且关键技术都掌握在日本,限制了在国内Si3N4基板在IGBT组件中的应用。通过功能测试,IGBT自动化设备能够检验产品的性能,确保符合工厂标准。
4种AlN基板可靠性测试(冷热冲击):对4种AlN覆铜基板循环进行冷热冲击热循环实验,条件为在-55℃~150℃,每个温度保温30min,5s内完成到155℃温度转换,循环次数为100cycles、500cycles、1000cycles、1500cycles。可得AMB法制备的AlN覆铜板耐热冲击次数明显高于其他制备工艺。AlN覆铜板耐热冲击主要的失效模式为金属层剥离和AlN陶瓷基板开裂。对于DPC基板,在200次冷热循环后,金属层与AlN完全剥离,剥离强度为0。AlN厚膜覆铜板,在500次冷热循环后,金属层有局部剥离,剥离强度降为百分之二十。DBC基板在1000次冷热循环后,剥离强度降低了20%,但去除金属层,通过超声波扫描显微镜探测,与铜结合边缘处AlN基板有微裂纹,这是由于金属Cu和AlN的热膨胀系数差别大,两者在高温急速降温过程中,材料内部存在大量的热应力,而导致开裂。AMB基板在1500次冷热循环后,金属层剥离力无下降现象,陶瓷表面无微裂纹。由于金属层与AlN陶瓷之间有刚度较低的活性钎料过渡层,可以避免大量的热应力形成而造成的AlN陶瓷基板微裂纹产生。动态测试IGBT自动化设备可提供高效的数据采集和分析功能。非标超声波键合机怎么样
动态测试IGBT自动化设备具备高频响应和准确采样能力。非标真空封盖自动线尺寸
采用低温银烧结键合(LTB)技术将芯片对称布置在金属基复合(MMC)基板的中心安装孔四周,使模块与热沉间保持良好的电气接触和热接触。芯片正面的功率电极通过高熔点焊料连接到上部MMC基板,两个基板与芯片两个表面紧紧接触,芯片的两侧(芯片烧结层-MMC,芯片层焊料-MMC)均成为散热路径。虽然芯片正面的功率电极取消了键合线,但栅极仍需采用键合线连接。使用硅橡胶成型,使模块易于集成,同时满足爬电和间隙距离要求。该封装技术非常适合于需要冷却的高功耗器件。非标真空封盖自动线尺寸