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。在自动键合阶段,IGBT自动化设备能够精确地进行键合打线,实现电路的完整连接。静态测试工业模块自动组装线定制价格
SiC宽禁带半导体功率器件更高的开关频率,可以降低无源器件的重量,占用的封装体积也更小,因此可以提高功率器件的功率密度,同时SiC器件具有更高的热导率,可以更高效的把芯片耗散热排出。然而,SiC器件越来越高的电压等级和开关速度也给器件封装带来巨大的挑战。目前现有封装技术的不适配是摆在高压SiC器件应用面前的一道屏障。SiC芯片尺寸小,厚度更薄,而电压等级提高,需要特别关注封装中涉及芯片、基板以及输出端子等薄弱点的电气绝缘问题,如10kVSiCMOSFET的芯片厚度只有100μm,平均电场强度达到100kV/mm,而对于1.7kV的SiIGBT,芯片厚度为210μm,而平均电场强度只有8.1kV/mm。深圳动态测试真空灌胶自动线动态测试IGBT自动化设备能够模拟真实工作环境下的各种负载情况。
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。
TFC金属化是一种在AlN陶瓷基板上制作铜膜的过程,它通过使用铜浆料和丝网印刷技术,将铜浆料均匀地涂布在基板上。在涂布完成后,通过850℃真空烧结处理,使铜膜与基板牢固结合,并形成TFC覆铜AlN基板。DBC金属化则是一种将AlN基板与铜箔进行冶金结合的制作方法。首先将AlN基板与铜箔精确对齐,然后将它们装配在一起,施加一定的压力。随后,在控制炉内氧分压的情况下,将温度加热至1065℃,使得铜箔表面的氧化物薄层与AlN基板表面氧化产生的三氧化二铝(Al2O3)发生化学反应,生成一种称为CuAlO2的化合物。这种化合物将铜箔和AlN基板紧密地结合在一起,形成冶金结合。而AMB金属化是一种在AlN表面制作铜膜的另一种方法。首先,在AlN表面涂布一层含有银(Ag)、铜(Cu)和钛(Ti)的焊膏,然后覆盖一层铜箔。接下来,将样件置于真空环境中,加热至890℃并保持一段时间,这样就可以使AlN表面上的焊膏与铜箔发生反应,形成一层坚固的铜膜。这样制作的覆铜AlN基板具有良好的导热性能,可用于高功率电子器件的封装。IGBT自动化设备实现了对IGBT静态参数的高效测试,确保产品质量。
现有press-pack封装包括直接压力接触和弹性接触两种方式,但都需要大的芯片面积且需要对芯片上层金属化进行特殊设计。SiC芯片面积比硅芯片小,芯片表面常采用铝进行金属化。为实现压力接触,采用被称作“Fuzzbuttons”的柔性微型压针插入到薄的插接体中,以产生均匀的压力分布,并使引入的寄生电感更小。该press-pack夹在两个液冷微通道散热器之间,SiC芯片连接在金属钼底板上。带有“Fuzzbuttons”微型柔性压针的压力接触插接体将SiC芯片的源极和栅极连接到上部基板。该多层结构的上基板将芯片的源极和上部铜板连接,并为栅极驱动器提供栅极和开尔文源极端子。通过激光打标,IGBT自动化设备能够在模块表面添加必要的标识和信息。静态测试工业模块自动组装线定制价格
IGBT自动化设备在壳体塑封过程中,能够准确地点胶和加装底板,确保壳体的牢固性。静态测试工业模块自动组装线定制价格
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。静态测试工业模块自动组装线定制价格