高精度DBC底板贴装机尺寸

时间:2023年12月16日 来源:

PCoB连接双面散热:虽然双基板封装具备双面散热的能力,但基板与底板连接,引入寄生电感,同时存在基板热阻较大的问题,为提高器件的电气性能和热性能,研究人员提出了一种功率芯片连接在总线上(PowerChiponBus,PCoB)的双面散热封装方法,将芯片连接到2个母线状金属基板上,基板通过预先成型的环氧树脂粘合在一起,金属基板相对于陶瓷基板具有更优异的导热性能。厚翅片铜既作为热沉又作为母线。钼垫片用作芯片和底部基板间的热膨胀缓冲层,以降低因热碰撞系数(CTE)失配引起的热机械应力。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。高精度DBC底板贴装机尺寸

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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。动态测试网带式气氛烤炉价位自动化设备的使用提高了IGBT模块封装工艺的一致性和可靠性。

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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。

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。IGBT自动化设备的应用使功率半导体模块封装过程更高效和准确。

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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。在IGBT模块的标准封装中,自动化设备确保塑料外壳和金属底板的准确组装。高精度真空灌胶自动线供应

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。高精度DBC底板贴装机尺寸

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。高精度DBC底板贴装机尺寸

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