湖北专业工业模块自动组装线

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。自动化设备保证了IGBT模块的高可靠性和高功率密度要求。湖北专业工业模块自动组装线

对于AMB基板，由于中间有1层活性钎料，其中的Ti元素对附着力起到关键因素，Ti元素与AlN基板反应生成TiN，可以提升金属层的附着力。对于DBC基板，在覆铜过程中Cu箔与微量氧气生成Cu2O，而Cu2O可以与金属Cu形成共晶组织。AlN基板在覆Cu箔之前通常需要对其进行预氧化处理，形成几个μm厚度的Al2O3层，Cu2O与Al2O3可以在高温下生成CuAlO2化合物，因此AlN基板与覆Cu层具有很好的界面结合。TFC基板的附着力主要由浆料内部的玻璃成分决定，高温烧结过程中玻璃软化并与陶瓷基板润湿产生结合，此外软化的玻璃还可以锚接铜粉烧结形成的金属化层，从而使金属化层与陶瓷基板牢固结合。对于DPC陶瓷基板，电镀Cu层与AlN基板之间只有一层Ti薄膜层，该薄膜与陶瓷基板只有物理结合，因此金属层结合力较低。吉林静态测试超声波键合机在自动贴片过程中，IGBT自动化设备能够高效地完成芯片的贴装工作。

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。

基于面互连原理，SKiN芯片连接采用扩散银颗粒烧结取代传统键合线封装中的焊料连接，芯片烧结到DBC基板上，采用两层柔性板上的可烧结铜箔连接芯片上表面和基板，柔性板的下金属层成为功率侧，承载高功率负载电流，根据材料(铝或者铜)以及所需的电流，该金属层的厚度在100μm范围内更合适。柔性板的上下金属层彼此绝缘，上金属层为逻辑侧，只需相对较薄的厚度(30μm)，主要承载栅极、辅助和感应信号。柔性板上开有通孔，可以将芯片的栅极信号引出到柔性板的逻辑侧。不同于键合线的点互连，该柔性铜箔与芯片电极之间可以达到85%的接触，而传统键合线与芯片间的接触只有21%，增大接触面积和金属层厚度可以改善传热，并且可很大程度上提高器件的功率循环能力。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。

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。动态测试IGBT自动化设备能够评估器件在瞬态工况下的性能。非标真空封盖自动线工作原理

IGBT自动化设备在电动汽车主逆变器功率半导体技术方面处于先进水平。湖北专业工业模块自动组装线

IGBT作为重要的电力电子的中心器件，其可靠性是决定整个装置安全运行的重要因素。由于IGBT采取了叠层封装技术，该技术不但提高了封装密度，同时也缩短了芯片之间导线的互连长度，从而提高了器件的运行速率。传统Si基功率模块封装存在寄生参数过高，散热效率差的问题，这主要是由于传统封装采用了引线键合和单边散热技术，针对这两大问题，SiC功率模块封装在结构上采用了无引线互连（wireless interconnection）和双面散热（double-side cooling）技术，同时选用了导热系数更好的衬底材料，并尝试在模块结构中集成去耦电容、温度/电流传感器以及驱动电路等，研发出了多种不同的模块封装技术。湖北专业工业模块自动组装线