湖南动态测试IGBT自动化设备

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。动态测试IGBT自动化设备对产品出厂前的检验提供了支持。湖南动态测试IGBT自动化设备

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IGBT自动化设备行价IGBT自动化设备的动态测试能够辅助故障诊断和故障排除。

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。

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。动态测试IGBT自动化设备能够验证器件在不同工况下的性能表现。

通过改变导通路径上的几何形状，增大接触面积，有效降低了高压下导电路径的寄生电感和电阻。该薄板可采用具有良好导电和导热性能的金属铜等制成，大的接触面积也有利于芯片热量的传导，提高散热能力。考虑到接触界面热膨胀系数的匹配性，可采用CuMo或CuW合金代替铜。金属板连接比相同电流下的键合线连接具有更低的焦耳热。采用6根300μm铝线键合封装和采用PowerStep封装的模块热性能对比，同样100W的芯片耗散热，PowerStep封装模块结壳热阻降低10%。采用铝键合线封装，通入25A电流产生的焦耳热使铝线产生了6℃的温升；而采用PowerStep封装，通入电流是铝线键合的4倍，而产生的焦耳热温升只是前者的三分之一，充分表明PowerStep封装在降低热耗散方面更具优势。动态测试IGBT自动化设备具备高频响应和准确采样能力。浙江真空炉行价

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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。湖南动态测试IGBT自动化设备