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。功率端子键合环节中,IGBT自动化设备能够实现端子的稳固连接。海南静态测试共晶真空炉
针对氮化铝陶瓷基板的IGBT应用展开分析,着重对不同金属化方法制备的覆铜AlN基板进行可靠性进行研究。通过对比厚膜法、薄膜法、直接覆铜法和活性金属钎焊法金属化AlN基板的剥离强度、热循环、功率循环,分析结果可知,活性金属钎焊法制备的AlN覆铜基板优于其他工艺基板,剥离强度25MPa,(-40~150)℃热循环达到1500次,能耐1200A/3.3kV功率循环测试7万次,满足IGBT模块对陶瓷基板可靠性需求。在电力电子的应用中,大功率电力电子器件IGBT是实现能源控制与转换的中心,普遍应用于高速铁路、智能电网、电动汽车与新能源装备等领域。随着能量密度提高,功率器件对陶瓷覆铜基板的散热能力和可靠性的要求越来越高。海南静态测试共晶真空炉IGBT自动化设备实现了丝网印刷过程中的锡膏均匀覆盖和准确定位。
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。
IGBR是具有防潮功能的大功率背接触式电阻器,可实现超高额定功率,具有适用于混合组件的微型外壳尺寸。IGBR电阻器具有高额定功率、单一引线接合组装的特性,外壳尺寸从0202到0808不等。典型应用于功率转换器(第三代SiCMOSFET)的栅极电阻器、大功率应用和替代能源等领域。IGBR是节省电源模块空间的完美部件。为什么IGBT模块中需要栅极电阻器?1.通过限制电流影响开关速度;2.限制栅极驱动路径中的噪声;3.限制寄生电感和电容;4.限制对栅极进行充电和放电的电流;5.限制峰值栅极电流以保护驱动器输出级;6.耗散栅极回路中的功率;7.影响开关损耗并防止栅极振荡。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自动化设备可用于验证器件的可控性和稳定性。湖南静态测试真空封盖自动线
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从单面散热器件封装结构来看,键合线连接类器件封装各层从上至下主要由顶盖、外壳、空气层、灌封剂、键合线(金属带)、芯片、芯片焊料、DBC(DBA)基板、基板焊料和底板组成。键合线连接技术较为成熟、成本低且操作上具有灵活性,被普遍用于芯片电极与功率端子的连接。但键合线连接需要在基板上预留出额外的键合面积用于电流传输,因此降低了功率密度。基板与键合线形成的电流回路也会产生较大的寄生电感、电阻以及更高的开关噪音和功率损耗,加剧芯片温升。海南静态测试共晶真空炉