湖南非标共晶真空炉

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。动态测试IGBT自动化设备对产品出厂前的检验提供了支持。湖南非标共晶真空炉

功率器件封装结构散热设计原则：针对功率器件的封装结构，国内外研究机构和企业在结构设计方面进行了大量的理论研究和开发实践，多种结构封装设计理念被国内外研究机构提出并研究，一些结构设计方案已成功应用在商用功率器件上。功率器件自身的属性及其特殊的服役环境决定了封装器件内部总是受到电场、热以及应力等多种场效应相互耦合的综合作用。功率器件的结构设计，应首先要满足电气绝缘要求，在此基础上兼顾结构设计对封装散热、芯片及封装各部件间受力等其他方面的影响。辽宁动态测试外壳组装兼容设备自动化设备在IGBT模块的封装中提高了生产工艺的稳定性。

为追求更加优异的散热性能，研究人员提出了嵌入式功率芯片封装的双面液体冷却方案。该嵌入式封装由扁平陶瓷框架、嵌入式芯片、介电夹层和沉积金属化层互连组成[84]。将芯片嵌入到具有开槽的陶瓷框架中，并在固化炉中用粘性聚合物将芯片四周进行粘接并固化，形成的平坦表面为平面加工提供了平台。使用聚合物丝网印刷方法在其上涂上介电夹层。通过通孔与芯片的铝金属焊盘相对应，然后在其上沉积金属层，进行图案化，引出芯片正面的功率电极。

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自动化设备提高了功率半导体器件封装的一致性和可靠性。

在2.5D结构中，不同的功率芯片被焊接在同一块衬底上，而芯片间的互连通过增加的一层转接板中的金属连线实现，转接板与功率芯片靠得很近，需要使用耐高温的材料，低温共烧陶瓷（LTCC）转接板常被用于该结构，下图为一种2.5D模块封装结构。而在3D模块封装结构中，两块功率芯片或者功率芯片和驱动电路通过金属通孔或凸块实现垂直互连，是一种利用紧压工艺（Press-Pack）实现的3D模块封装，这种紧压工艺采用直接接触的方式而不是引线键合或者焊接方式实现金属和芯片间的互连，该结构包含3层导电导热的平板，平板间放置功率芯片，平板的尺寸由互连的芯片尺寸以及芯片表面需要互连的版图结构确定，整个结构的厚度一般小于5mm。IGBT自动化设备推动了IGBT模块技术的发展，使其具备通态压降低、开关速度快等优点。湖南非标共晶真空炉

通过功能测试，IGBT自动化设备能够检验产品的性能，确保符合工厂标准。湖南非标共晶真空炉

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。湖南非标共晶真空炉