四川无功老化测试设备

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。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。四川无功老化测试设备

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。动态测试无功老化测试设备参考价IGBT自动化设备实现了IGBT模块封装过程的高度可重复性。

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。

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。通过自动化设备，IGBT模块的工作原理得以实现，确保快速开断和电流流向的精确控制。

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。IGBT自动化设备实现了功率半导体器件封装过程中的自动化操作和控制。四川无功老化测试设备

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。四川无功老化测试设备

半导体技术的进步极大地促进了电力电子器件的发展和应用。过去几十年里，在摩尔定律的“魔咒”下，半导体芯片尺寸不断减小，使得在同样的空间体积内可以集成更多的芯片，实现更多的功能和更强大的处理能力，为进一步提高功率密度提供了可能。另一方面，芯片尺寸的缩小也增加了芯片散热热阻，降低了热容，使得芯片结温升高，结温波动更加明显，影响功率模块的可靠性。功率半导体作为电力电子系统的主要组成部分，已经普遍应用到生活、交通、电力、工业控制、航空航天、舰船等领域。四川无功老化测试设备