湖北专业真空灌胶自动线

封装结构双面散热：随着器件功率密度的不断提高，器件封装的热管理变得愈加关键。基于上述总结与分析，优化器件封装散热路径是解决高压大电流高功率密度条件下功率器件散热、降低芯片结温的有效方案。键合线连接器件无法将芯片上表面作为散热通路，采用无键合线封装，充分利用芯片上表面进行散热，热量从芯片上下表面两个路径传递，可增强器件的散热能力，降低芯片结温，提高器件的热性能。为利用芯片上表面散热，研究人员提出了press-pack封装方法，该方法利用压力接触取代键合线和焊料，可降低杂散电感且具有更高的可靠性。该封装使器件具有双面散热的能力。IGBT自动化设备负责封装和端子成形，保证产品的完整性和可靠性。湖北专业真空灌胶自动线

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。湖北专业真空灌胶自动线IGBT自动化设备为动态测试提供了可靠的电源和载荷控制。

键合线与半导体器件间存在材料热膨胀系数的不匹配，使得线键合处往往成为易失效位点，甚至出现裂纹或者松动，导致接触不良，使键合点处的接触热阻增大，温度升高，加速该点的失效。无键合线单面散热器件芯片与基板的连接与键合线连接器件相同。无键合线面互连封装降低了封装寄生电感和电阻，大的接触面积增强了传热。上述封装结构只能通过由芯片底部的陶瓷基板和底板构成的路径进行散热。目前键合线连接的硅基器件单面散热封装结构已接近其散热极限，硅芯片的工作结温也接近其承受上限，严重影响了器件的性能，更限制了具有更高温度运行能力的SiC器件的性能。从散热的角度看，功率器件产生的热量只能通过底面传递，限制了其散热性能。在目前封装材料性能和封装工艺暂时无法取得较大改善的情况下，通过创新结构布局和设计，优化散热路径，是解决功率器件封装散热的有效方案。

基于双基板堆叠和面互连，采用上下双基板堆叠的无键合线平面互连封装。该封装采用Wolfspeed第三代10kVSiCMOSFET芯片构建。芯片焊接在下堆叠基板上，芯片正面电极采用金属Mo柱连接，Mo柱上方连接带有通孔的上堆叠基板。在上堆叠基板的上表面，采用高密度弹簧销端子，将芯片电极连接到PCB母线。Mo柱互连取代键合线连接，提高了机械可靠性，降低了封装杂散电感和电阻。该封装在芯片的两侧均采用平面连接，少部分热量可通过芯片上表面传递给上部堆叠基板，但由于上基板上表面为弹簧端子连接，不利于热量传递，芯片耗散热主要从下堆叠基板散热，使该封装只具有单一散热通路。通过在下堆叠基板底部集成定制的直接射流喷射冷却器，模块结到环境热阻达到0.38℃/W。IGBT自动化设备通过老化检验，能够验证产品的可靠性和稳定性。

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。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。北京静态测试超声波键合机

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。湖北专业真空灌胶自动线

SiC宽禁带半导体功率器件更高的开关频率，可以降低无源器件的重量，占用的封装体积也更小，因此可以提高功率器件的功率密度，同时SiC器件具有更高的热导率，可以更高效的把芯片耗散热排出。然而，SiC器件越来越高的电压等级和开关速度也给器件封装带来巨大的挑战。目前现有封装技术的不适配是摆在高压SiC器件应用面前的一道屏障。SiC芯片尺寸小，厚度更薄，而电压等级提高，需要特别关注封装中涉及芯片、基板以及输出端子等薄弱点的电气绝缘问题，如10kVSiCMOSFET的芯片厚度只有100μm，平均电场强度达到100kV/mm，而对于1.7kV的SiIGBT，芯片厚度为210μm，而平均电场强度只有8.1kV/mm。湖北专业真空灌胶自动线