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。IGBT自动化设备的应用提升了生产线的生产能力和效率。高精度网带式气氛烤炉厂商
汽车IGBT模块要做哪些测试验证?汽车IGBT模块对产品性能和质量的要求要明显高于消费和工控领域,因此车规认证成为了汽车IGBT模块市场的重要壁垒,一般来说,车规级IGBT需要2年左右的车型导入周期。汽车IGBT模块测试标准主要参照AEC-Q101和AQG-324,同时车企会根据自己的车型特点提出相应的要求,主要测试方法包括:参数测试、ESD测试、绝缘耐压、机械振动、机械冲击、高温老化、低温老化、温度循环、温度冲击、UHAST(高温高湿无偏压)、HTRB(高温反偏)、HTGB(高温删偏)、H3TRB/HAST(高温高湿反偏)、功率循环、可焊性。江苏无功老化测试设备市价动态测试IGBT自动化设备能够模拟真实工作环境下的各种负载情况。
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。
现有press-pack封装包括直接压力接触和弹性接触两种方式,但都需要大的芯片面积且需要对芯片上层金属化进行特殊设计。SiC芯片面积比硅芯片小,芯片表面常采用铝进行金属化。为实现压力接触,采用被称作“Fuzzbuttons”的柔性微型压针插入到薄的插接体中,以产生均匀的压力分布,并使引入的寄生电感更小。该press-pack夹在两个液冷微通道散热器之间,SiC芯片连接在金属钼底板上。带有“Fuzzbuttons”微型柔性压针的压力接触插接体将SiC芯片的源极和栅极连接到上部基板。该多层结构的上基板将芯片的源极和上部铜板连接,并为栅极驱动器提供栅极和开尔文源极端子。IGBT自动化设备的动态测试有助于提前发现潜在的故障和不良。
采用烧结银工艺将芯片倒装烧结到DBC基板上,芯片背面采用铜夹连接,铜夹上连接散热器,形成芯片上表面的热通路。采用聚合物热界面材料在模块的上下表面连接两个陶瓷散热器,进行双面散热。由于芯片倒装键合面积只占芯片面积的很小一部分,接触面积较小成为限制该封装散热性能的关键。该封装中倒装芯片键合层和铜夹连接层对模块热性能的影响比连接散热器的热界面材料的影响更加明显。增大倒装芯片的键合面积有助于降低倒装芯片键合层的热阻,有利于降低芯片结温。研究表明,通过增大芯片电极金属化面积,如将芯片电极面积占比从22%提高到88%,采用倒装键合,芯片结温可降低20-30℃。建议可以通过采用扩大芯片电极金属化面积,增大键合面积的方式来降低热阻。IGBT自动化设备在封装过程中减少了人工操作的错误风险。高精度网带式气氛烤炉厂商
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。高精度网带式气氛烤炉厂商
无键合线单面散热:取消键合线有助于改善器件封装寄生电感和封装可靠性。超紧凑高可靠性SiCMOSFET模块,取消键合线和底板,将芯片直接焊接到基板上,采用铜针取代铝键合线,同时在高导热SiN陶瓷上设计了类似于热扩散器的更厚铜块,具有更好的传热效果。相比Al2O3陶瓷基板的键合线结构,采用Al2O3陶瓷的厚铜块封装模块结壳热阻降低37%,采用SiN陶瓷的厚铜块封装模块结壳热阻降低55%。同时该封装采用新型环氧树脂和银烧结技术,具有高达200℃的高温运行能力。高精度网带式气氛烤炉厂商