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。IGBT自动化设备通过真空回流焊接确保了贴片的可靠连接和高质量的焊接效果。非标IGBT自动化设备参考价
目前商用的SiC肖特基二极管受限于传统塑料封装形式,其额定工作结温上限只能达到175℃。现有SiC器件的封装仍主要采用焊接封装,考虑到芯片绝缘和隔离外界环境的目的,封装模块内部灌封有完全覆盖芯片表面的热导率较低的硅凝胶,硅凝胶上层为空气,该封装形式也使得这种从上向下的热传导成为芯片产生热量的散热通道。为了充分利用SiC器件高结温的优势,发挥SiC器件的潜力,开发新的便于芯片散热的封装结构,为芯片封装提供高效的散热路径,达到降低芯片结温,提升器件整体性能的目的,非常有必要改进现有的传统功率器件封装技术,开发新型功率器件封装结构。由此,通过增加封装器件的散热路径来提高器件散热能力的方法也就很自然的被提出。非标无功老化测试设备生产厂家IGBT自动化设备为动态测试提供了可靠的电源和载荷控制。
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。
由CMC制成的垫片可以传导电流、传递热量、保证电气绝缘距离,并具有与芯片和基板相匹配的可调节热膨胀系数(CTE)。交错平面封装方法通过增加相邻芯片间的距离来减小等效耦合热阻,拉长热耦合的传热路径,具有均匀且较小的热耦合效应。这种封装方式利用了3D封装结构灵活性的优势,增大传热距离,但没有增大功率模块的尺寸。具有低热耦合效应、更均匀的温度分布和出色的热性能。在相同的耗散热和散热条件下,与传统芯片布局封装模块至大结温155.8℃,封装内部至大温差12.3℃相比,交错布局封装至大结温为135.2℃,封装内部至大温差只3.4℃。显然,交错封装模块的温度分布更加均匀,可有效降低封装热阻和芯片间的热耦合不均匀程度。IGBT自动化设备的动态测试有助于精确估计器件在不同负载下的效率。
PBA封装双面散热比传统键合线连接单面散热热阻降低38%,表明PBA双面散热封装的优势。双DBC封装实现双面散热的研究还有很多,双面散热得益于芯片封装的两个表面平台,给连接DBC提供了可能,实现了两个散热路径。对比了双面散热结构与传统键合线连接单面散热结构的热性能对比,可以看出双面散热结构具有明显的优势。针对面连接,由于芯片栅极焊盘尺寸小和栅极位置,增加了芯片正面连接的难度。研究人员提出了栅极扩大的方法。通过对芯片的栅极焊盘进行再加工和扩大的再处理方法,增大栅极焊盘的面积,使得面接触更容易实现,进而获得双面散热路径,使该封装具备双面散热的能力。IGBT自动化设备通过动态测试可以提高产品的可靠性和寿命。安徽一体化工业模块自动组装线
在壳体灌胶与固化过程中,IGBT自动化设备能够确保完整的绝缘保护和固化效果。非标IGBT自动化设备参考价
芯片产生的热量会影响载流子迁移率而降低器件性能。此外,高温也会增加封装不同材料间因热膨胀系数不匹配造成的热应力,这将会严重降低器件的可靠性及工作寿命。结温过高将导致器件发生灾难性故障及封装材料因热疲劳和高温加速导致材料退化而造成的故障问题。因此,在非常有限的封装空间内,及时高效的把芯片的耗散热排放到外界环境中以降低芯片结温及器件内部各封装材料的温度,已成为未来功率器件封装设计过程中需要考虑的重要课题。非标IGBT自动化设备参考价