专业工业模块自动组装线工作原理

使用岛津拉力机分别测试四种金属化方法制备的覆铜AlN陶瓷基板的剥离强度，使用冷热冲击试验箱测试覆铜基板可靠性，对基板进行功率循环测试和热阻测试。AlN陶瓷金属化铜层与基板的结合力大小决定了其在实际应用过程中的可靠与否，是陶瓷金属化基板的中心性能指标。本文借鉴《微电子技术用贵金属浆料测试方法附着力测定》中的方法，通过剥离强度测试金属化层的附着力。可得AMB金属化陶瓷基板陶瓷与金属化层结合力较好，剥离强度为25Mpa，接下来是DBC和TFC金属化陶瓷基板，剥离强度分别为21Mpa和15Mpa，更差的是DPC金属化基板，剥离强度只为13Mpa。动态测试IGBT自动化设备能够模拟真实工作环境下的各种负载情况。专业工业模块自动组装线工作原理

IGBT模块封装的流程大致如下：贴片→真空回流焊接→超声波清洗→X-ray缺陷检测→引线键合→静态测试→二次焊接→壳体灌胶与固化→端子成形→功能测试（动态测试、绝缘测试、反偏测试）贴片，首先将IGBT wafer上的每一个die贴片到DBC上。DBC是覆铜陶瓷基板，中间是陶瓷，双面覆铜，DBC类似PCB起到导电和电气隔离等作用，常用的陶瓷绝缘材料为氧化铝（Al2O3）和氮化铝（AlN）；真空焊接，贴片后通过真空焊接将die与DBC固定，一般焊料是锡片或锡膏。上海工业模块自动组装线行价自动化设备的应用促进了新一代IGBT模块的取代旧式双极管，成为电路制造中重要的电子器件。

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。

4种AlN基板可靠性测试（冷热冲击）：对4种AlN覆铜基板循环进行冷热冲击热循环实验，条件为在-55℃~150℃，每个温度保温30min，5s内完成到155℃温度转换，循环次数为100cycles、500cycles、1000cycles、1500cycles。可得AMB法制备的AlN覆铜板耐热冲击次数明显高于其他制备工艺。AlN覆铜板耐热冲击主要的失效模式为金属层剥离和AlN陶瓷基板开裂。对于DPC基板，在200次冷热循环后，金属层与AlN完全剥离，剥离强度为0。AlN厚膜覆铜板，在500次冷热循环后，金属层有局部剥离，剥离强度降为百分之二十。DBC基板在1000次冷热循环后，剥离强度降低了20%，但去除金属层，通过超声波扫描显微镜探测，与铜结合边缘处AlN基板有微裂纹，这是由于金属Cu和AlN的热膨胀系数差别大，两者在高温急速降温过程中，材料内部存在大量的热应力，而导致开裂。AMB基板在1500次冷热循环后，金属层剥离力无下降现象，陶瓷表面无微裂纹。由于金属层与AlN陶瓷之间有刚度较低的活性钎料过渡层，可以避免大量的热应力形成而造成的AlN陶瓷基板微裂纹产生。IGBT自动化设备在封装过程中减少了人工操作的错误风险。

常见的汽车IGBT模块封装类型有哪些？Econodual 系列半桥封装，应用在商用车上为主，主要规格为1200V/450A，1200V/600A等；HP1全桥封装，主要用在中小功率车型上，包括部分A级车、绝大部分的A0、A00车，峰值功率一般在70kW以内，型号以650V400A为主，其他规格如750V300A、750V400A、750V550A等；HPD全桥封装，中大功率型车上使用，大部分A级车及以上，以750V820A的规格占据市场主流，其他规格如750V550A等；DC6全桥封装，基于UVW三相全桥的整体式封装方案，具备封装紧凑，功率密度高，散热性能好等特点。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。湖北动态测试DBC底板贴装机

通过自动化设备，IGBT模块的封装过程更加高效、准确。专业工业模块自动组装线工作原理

BeO的热导率虽与AlN相当，但热膨胀系数过高，且BeO粉体有毒性，吸入人体后会导致慢性铍肺病，世界上大多数国家早已停止使用BeO。相比而言，AlN陶瓷基板具有高的导热性（理论值319W/(m·K))与Si等半导体材料较匹配的热导率、宽的操作温度（工作温度范围和耐高温方面）和优良的绝缘性能，在大功率电力半导体模块、智能功率组件、汽车电子、高密度封装载板和发光二极管（LED）等方面有很好的发展前景，是先进集成电路陶瓷基板重要的材料之一。AlN基板金属化技术主要有厚膜法（TFC）、薄膜法（DPC）、直接覆铜法（DBC）及活性金属钎焊法（AMB）等方法。专业工业模块自动组装线工作原理