功率器件封装结构散热设计原则:从器件散热的角度,封装结构设计应当遵循散热路径低热阻、尽可能多散热路径和传热路径上的接触面积尽可能大的原则。这就要求在设计之初,就应考虑到封装材料的选择、散热路径的设计、散热路径上各部件接触界面的面积等。但这些不可避免的增加了封装设计和工艺实现的难度,一种功率器件的封装实践往往是考虑多种因素的折中。从目前国内外对于功率器件的研究和开发现状来看,具备耐高温、多散热路径和大面积连接的封装特征是未来功率器件封装的发展趋势,也是满足未来高压、大功率器件工作性能要求的必然选择。IGBT自动化设备的动态测试能够辅助优化器件的设计和生产工艺。静态测试网带式气氛烤炉尺寸
在activemetalbrazing(AMB)基板中有特殊设计的空腔,将芯片嵌入到AMB空腔里,采用定制的铜夹连接芯片和AMB基板,使其与基板上金属层在同一水平面,即在封装上侧形成平面,可以在该表面和AMB基板的下表面分别连接散热器,实现双面散热。嵌入到AMB基板封装的单面散热、双面散热与传统键合线连接封装单面散热的热性能对比。结果显示,芯片嵌入AMB基板单面散热封装模块相比传统键合线连接单面散热模块,结壳热阻降幅可达40%。若在芯片嵌入AMB基板采用双面散热封装,模块的结壳热阻可进一步降低20%。福建IGBT自动化设备价位在高低温冲击检验中,IGBT自动化设备能够模拟恶劣环境下的工作条件,保证产品性能。
在2.5D结构中,不同的功率芯片被焊接在同一块衬底上,而芯片间的互连通过增加的一层转接板中的金属连线实现,转接板与功率芯片靠得很近,需要使用耐高温的材料,低温共烧陶瓷(LTCC)转接板常被用于该结构,下图为一种2.5D模块封装结构。而在3D模块封装结构中,两块功率芯片或者功率芯片和驱动电路通过金属通孔或凸块实现垂直互连,是一种利用紧压工艺(Press-Pack)实现的3D模块封装,这种紧压工艺采用直接接触的方式而不是引线键合或者焊接方式实现金属和芯片间的互连,该结构包含3层导电导热的平板,平板间放置功率芯片,平板的尺寸由互连的芯片尺寸以及芯片表面需要互连的版图结构确定,整个结构的厚度一般小于5mm。
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。
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自动化设备的动态测试有助于提前发现潜在的故障和不良。黑龙江高精度共晶真空炉
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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。静态测试网带式气氛烤炉尺寸