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。IGBT自动化设备的动态测试具备实时监测和报警功能。黑龙江DBC底板贴装机
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%。专业外壳组装兼容设备供应商在自动贴片过程中,IGBT自动化设备能够高效地完成芯片的贴装工作。
高电压等级的SiC器件电场强度达到Si器件的10倍以上。因此,针对高压功率器件的封装需要特殊的设计以满足高压绝缘的要求,如需要开发在高电场环境下仍具有高电压绝缘强度和稳定性的绝缘灌封材料,以隔离水汽、污染物等外界环境。另外,针对灌封过程存在气泡的问题,现有灌封工艺还需要进一步完善。SiC功率器件可以承受更高的工作结温,降低对外部冷却器件的要求,缩小封装器件的体积,使得封装器件更加轻质高效。然而,缺乏适合的高温封装技术体系成为限制SiC器件充分发挥其潜力的至大因素,特别是对于高压大电流应用需求的系统。对于传统硅基功率器件,单热管理部分就占到整个器件封装系统成本的三分之一以上。但随着SiC技术的进步,SiC器件的高温运行能力所带来的优势足以弥补现阶段SiC的成本问题。
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。动态测试IGBT自动化设备能够验证器件在不同工况下的性能表现。
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。IGBT自动化设备推动了IGBT模块技术的发展,使其具备通态压降低、开关速度快等优点。高精度无功老化测试设备尺寸
自动化设备实现了IGBT模块的快速生产和高质量标准。黑龙江DBC底板贴装机
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。黑龙江DBC底板贴装机