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IGBT模块封装流程简介：1、激光打标：对模块壳体表面进行激光打标，标明产品型号、日期等信息；2、壳体塑封：对壳体进行点胶并加装底板，起到粘合底板的作用；3、功率端子键合；4、壳体灌胶与固化：对壳体内部进行加注A、B胶并抽真空，高温固化 ，达到绝缘保护作用；5、封装、端子成形：对产品进行加装顶盖并对端子进行折弯成形；6、功能测试：对成形后产品进行高低温冲击检验、老化检验后，测试IGBT静态参数、动态参数以符合出厂标准 IGBT 模块成品。功率半导体模块封装是其加工过程中一个非常关键的环节，它关系到功率半导体器件是否能形成更高的功率密度，能否适用于更高的温度、拥有更高的可用性、可靠性，更好地适应恶劣环境。IGBT自动化设备在制造IGBT模块时具备良好的成本竞争力。重庆真空灌胶自动线

4种AlN基板功率循环耐测试：为了更好地评估AlN覆铜板耐久性和寿命，将4种AlN覆铜板以常规工艺封装成IGBT模块，用硅胶进行密封保护，恒定功率为1200A/3.3kV、0~85000次循环测试，验证4种AlN覆铜板IGBT模块的功率循环可靠性。器件的起始温度T0设置为45℃，Tc为循环后的温度，相对热阻Rr下式计算，可得AMB陶瓷基板IGBT模块在7万次功率循环后，模块温度为50℃，相对热阻＜15%，满足电力电子器件特别是高压、大电流IGBT模块可靠性要求（相对热阻＜15%）。DBC陶瓷基板IGBT模块在4万次循环前，相对热阻保持在15%以内，超过4万次，模块温度逐渐增高，相对热阻（＞15%）超出了可靠性要求。DPC陶瓷基板在1万次相对热阻为22%，器件受到破坏，在3万次循环后器件完全失效。TFC陶瓷基板在2万次循环后相对热阻为33%，器件受到破坏，4.5万次循环后器件完全失效。山西静态测试真空炉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。

探索IGBT模块中不同金属化方法覆铜氮化铝陶瓷基板的可靠性研究方法：使用厚度1mm的AlN陶瓷基板，无氧高导电铜箔(OFHC，0.05mm)，五水硫酸铜（CuSO4·5H2O），盐酸（HCl），硫酸（H2SO4），Cu-P阳极板（P含量0.05%），AgCuTi活性金属焊膏（Ti含量4.5%），烧结Cu浆。将AlN陶瓷和铜箔切割为尺寸10mm×10mm的正方形块状，并使用1000目砂纸打磨表面，然后在蒸馏水浴中超声清洗20min备用。DPC金属化：采用磁控溅射先在AlN陶瓷表面制备厚约1μm的Ti打底层，再制备一层厚约3μm的Cu种子层增厚至约50μm，完成金属化。

要实现双面散热，需要对芯片的两个表面实现面连接，这样才能在芯片两侧形成两个平面，实现两个热通路。另一种实现面连接的方式是在芯片的两侧均采用DBC基板连接。通过采用“Planar-bond-all，(PBA)”的功率模块封装方法可以在芯片的上表面实现大面积键合平面互连。芯片正面朝上/朝下键合在两个DBC之间，两个铜制热沉直接连接在两侧DBC的外表面上。封装时将DBC基板、芯片、垫片、键合材料、功率端子等组装在夹具中，然后同时加热形成键合。双侧平面键合可以使封装的上下两个表面都成为散热通路。此外，热沉与DBC基板直接连接进一步降低了封装热阻。自动化设备在IGBT模块的封装中提高了生产工艺的稳定性。

基于双基板堆叠和面互连，采用上下双基板堆叠的无键合线平面互连封装。该封装采用Wolfspeed第三代10kVSiCMOSFET芯片构建。芯片焊接在下堆叠基板上，芯片正面电极采用金属Mo柱连接，Mo柱上方连接带有通孔的上堆叠基板。在上堆叠基板的上表面，采用高密度弹簧销端子，将芯片电极连接到PCB母线。Mo柱互连取代键合线连接，提高了机械可靠性，降低了封装杂散电感和电阻。该封装在芯片的两侧均采用平面连接，少部分热量可通过芯片上表面传递给上部堆叠基板，但由于上基板上表面为弹簧端子连接，不利于热量传递，芯片耗散热主要从下堆叠基板散热，使该封装只具有单一散热通路。通过在下堆叠基板底部集成定制的直接射流喷射冷却器，模块结到环境热阻达到0.38℃/W。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。高精度真空封盖自动线市价

自动化设备保证了IGBT模块的高可靠性和高功率密度要求。重庆真空灌胶自动线

4种AlN基板可靠性测试（冷热冲击）：对4种AlN覆铜基板循环进行冷热冲击热循环实验，条件为在-55℃~150℃，每个温度保温30min，5s内完成到155℃温度转换，循环次数为100cycles、500cycles、1000cycles、1500cycles。可得AMB法制备的AlN覆铜板耐热冲击次数明显高于其他制备工艺。AlN覆铜板耐热冲击主要的失效模式为金属层剥离和AlN陶瓷基板开裂。对于DPC基板，在200次冷热循环后，金属层与AlN完全剥离，剥离强度为0。AlN厚膜覆铜板，在500次冷热循环后，金属层有局部剥离，剥离强度降为百分之二十。DBC基板在1000次冷热循环后，剥离强度降低了20%，但去除金属层，通过超声波扫描显微镜探测，与铜结合边缘处AlN基板有微裂纹，这是由于金属Cu和AlN的热膨胀系数差别大，两者在高温急速降温过程中，材料内部存在大量的热应力，而导致开裂。AMB基板在1500次冷热循环后，金属层剥离力无下降现象，陶瓷表面无微裂纹。由于金属层与AlN陶瓷之间有刚度较低的活性钎料过渡层，可以避免大量的热应力形成而造成的AlN陶瓷基板微裂纹产生。重庆真空灌胶自动线