为追求更加优异的散热性能，研究人员提出了嵌入式功率芯片封装的双面液体冷却方案。该嵌入式封装由扁平陶瓷框架、嵌入式芯片、介电夹层和沉积金属化层互连组成[84]。将芯片嵌入到具有开槽的陶瓷框架中，并在固化炉中用粘性聚合物将芯片四周进行粘接并固化，形成的平坦表面为平面加工提供了平台。使用聚合物丝网印刷方法在其上涂上介电夹层。通过通孔与芯片的铝金属焊盘相对应，然后在其上沉积金属层，进行图案化，引出芯片正面的功率电极。IGBT自动化设备利用X光缺陷检测技术，筛选出合格的半成品，确保产品质量。湖南非标IGBT自动化设备
通过PCB板和DBC上铜层的层叠电流路径可抵消掉部分内部电感。从封装结构上看，虽然取消了键合线，但芯片的连接方式没有改变，芯片通过铜针连接到PCB板，采用环氧树脂进行整体密封，这也使得器件无法通过PCB板散热，只能通过基板侧进行散热。被称作PowerStep的无键合线互连功率器件封装，适用于600~1700V的器件封装。采用大面积薄金属板与芯片电极连接，金属板上刻有与芯片焊盘形状和尺寸相匹配的特征图案。取消键合线使封装外形更薄，可有效降低电感。同时，省略了底板，降低了重量、体积、成本和封装的复杂性。相比一次只能焊接一个点位的键合线连接，金属板可通过焊料、烧结膏或其他连接材料一次性连接到芯片焊盘上。超声波键合机定制在自动贴片过程中，IGBT自动化设备能够高效地完成芯片的贴装工作。
功率器件封装结构散热设计原则：针对功率器件的封装结构，国内外研究机构和企业在结构设计方面进行了大量的理论研究和开发实践，多种结构封装设计理念被国内外研究机构提出并研究，一些结构设计方案已成功应用在商用功率器件上。功率器件自身的属性及其特殊的服役环境决定了封装器件内部总是受到电场、热以及应力等多种场效应相互耦合的综合作用。功率器件的结构设计，应首先要满足电气绝缘要求，在此基础上兼顾结构设计对封装散热、芯片及封装各部件间受力等其他方面的影响。
采用烧结银工艺将芯片倒装烧结到DBC基板上，芯片背面采用铜夹连接，铜夹上连接散热器，形成芯片上表面的热通路。采用聚合物热界面材料在模块的上下表面连接两个陶瓷散热器，进行双面散热。由于芯片倒装键合面积只占芯片面积的很小一部分，接触面积较小成为限制该封装散热性能的关键。该封装中倒装芯片键合层和铜夹连接层对模块热性能的影响比连接散热器的热界面材料的影响更加明显。增大倒装芯片的键合面积有助于降低倒装芯片键合层的热阻，有利于降低芯片结温。研究表明，通过增大芯片电极金属化面积，如将芯片电极面积占比从22%提高到88%，采用倒装键合，芯片结温可降低20-30℃。建议可以通过采用扩大芯片电极金属化面积，增大键合面积的方式来降低热阻。动态测试IGBT自动化设备对产品出厂前的检验提供了支持。
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。超声波清洗步骤中，IGBT自动化设备能够有效去除焊接后的污染物，保证封装质量。超声波键合机定制
IGBT自动化设备通过老化检验，能够验证产品的可靠性和稳定性。湖南非标IGBT自动化设备
IGBT模块封装的流程大致如下：X-ray空洞检测，需要检测在敢接过程中出现的气泡情况，即空洞，空洞的存在将会严重影响器件的热阻和散热效率，以致出现过温、烧坏等问题。一般汽车IGBT模块要求空洞率低于1%；接下来是wire bonding工艺，用金属线将die和DBC键合，使用较多的是铝线，其他常用的包括铜线、铜带、铝带；中间会有一系列的外观检测、静态测试，过程中有问题的模块直接报废；重复以上工序将DBC焊接和键合到铜底板上，然后是灌胶、封壳、激光打码等工序；出厂前会做功能测试，包括电气性能的动态测试、绝缘测试、反偏测试等等。湖南非标IGBT自动化设备
