江苏专业超声波键合机

创新性的横向弹簧针端子和Mo柱互连解决了现有标准化封装在功率密度和热性能方面的不足，提供芯片顶部和底部的热通路，从而提高散热能力。采用烧结银将芯片连接在两个高导热AlN陶瓷DBA基板之间，通过Mo柱将芯片的源极和栅极连接到上基板，减轻了热机械应力，改善了可靠性。Cu柱支撑封装两侧的基板，并为横向弹簧针端子提供安装表面，横向弹簧针穿过3D打印的外壳将模块连接到高压PCB母线。外壳和弹簧针端子之间采用硅胶垫圈密封，防止密封剂泄漏。将器件安装在两个PCB母线之间，可以实现高密度集成和高度模块化。IGBT自动化设备通过动态测试可以准确评估器件的响应速度和可靠性。江苏专业超声波键合机

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。工业模块自动组装线通过激光打标，IGBT自动化设备能够在模块表面添加必要的标识和信息。

目前的陶瓷基板材料主要有：Al2O3、ALN、Si3N4、BeO、SiC等。其中Al2O3陶瓷开发较早，技术更为成熟，成本更低，应用更普遍，但Al2O3陶瓷的热导率只为17～25W/(m·K)，且与Si及GaAs等半导体材料的热膨胀系数匹配性较差，限制了其在高频、大功率、高集成电路中的使用。SiC陶瓷基板的热导率高，热膨胀系数与Si更为相近，但其介电性能（εr=42）较差，烧结损耗大、难以致密，成本高，限制了其大批量应用。Si3N4虽然强度、韧性高、可靠性高，以其等优异的综合热力学性能成为较有前途的大功率候选材料之一，但多晶Si3N4陶瓷在室温下的热导率均较低，且关键技术都掌握在日本，限制了在国内Si3N4基板在IGBT组件中的应用。

采用银烧结将芯片和柔性PCB板分别连接到两个DBC上，将CMC金属块烧结到每个芯片的表面，随后将两个DBC板焊接在一起并进行真空灌封硅凝胶密封。两侧DBC外表面为器件散热提供了双散热通路。高温环境下SiCMOSFET电流容量降低，并联芯片通常由于并联分支间的寄生不匹配导致电流不平衡，进而导致芯片温度分布不均，且并联芯片间热耦合严重，影响器件散热。研究者提出一种交错平面封装的新型半桥封装结构，该结构基于平面封装原理，具备双面散热能力。交错平面封装使任意两个相邻的并联芯片在空间上交错排列，可以避免芯片间的热耦合，实现更好的热性能。上下基板分别起到导电、导热、绝缘和机械支撑的作用。IGBT自动化设备在生产中起到关键作用，实现了IGBT模块的高效封装。

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。自动化设备在IGBT模块的封装中提高了生产工艺的稳定性。非标外壳组装兼容设备哪家好

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。江苏专业超声波键合机

采用纳米银烧结将Mo柱、SiC芯片和Cu柱连接到基板上。相比合金焊料，烧结银导热性能优异，有助于降低芯片连接层的热阻。可在两侧基板表面分别连接热沉进行双面散热。该双面散热封装模块的结壳热阻只有0.17℃/W，封装耗散功率密度超过200W/cm2，而同电压等级的CreeXHV-9模块的结壳热阻为0.468℃/W，表明该双面散热封装具有明显的热性能优势。为进一步优化双面散热封装器件的热性能，提出了柔性印刷电路板互连的平面封装结构，采用Cu-Mo-Cu(CMC)复合金属块满足绝缘要求。柔性PCB板既可以作为芯片上较小特征的互连，还可以代替传统的母线，缩短功率模块的电气回路长度减小寄生电感。江苏专业超声波键合机