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。IGBT自动化设备的动态测试能够辅助优化器件的设计和生产工艺。浙江高精度共晶真空炉
IGBT模块究竟如何工作?在电控模块中,IGBT模块是逆变器的中心部件,总结其工作原理:通过非通即断的半导体特性,不考虑过渡过程和寄生效应,我们将单个IGBT芯片看做一个理想的开关。我们在模块内部搭建起若干个IGBT芯片单元的并串联结构,当直流电通过模块时,通过不同开关组合的快速开断,来改变电流的流出方向和频率,从而输出得到我们想要的交流电。IGBT模块实物长啥样?IGBT模块的标准封装形式是一个扁平的类长方体,下图为HP1模块的正上方视角,外面白色的都是塑料外壳,底部是导热散热的金属底板(一般是铜材料)。专业网带式气氛烤炉定制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。
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。
4种AlN基板功率循环耐测试:为了更好地评估AlN覆铜板耐久性和寿命,将4种AlN覆铜板以常规工艺封装成IGBT模块,用硅胶进行密封保护,恒定功率为1200A/3.3kV、0~85000次循环测试,验证4种AlN覆铜板IGBT模块的功率循环可靠性。器件的起始温度T0设置为45℃,Tc为循环后的温度,相对热阻Rr下式计算,可得AMB陶瓷基板IGBT模块在7万次功率循环后,模块温度为50℃,相对热阻<15%,满足电力电子器件特别是高压、大电流IGBT模块可靠性要求(相对热阻<15%)。DBC陶瓷基板IGBT模块在4万次循环前,相对热阻保持在15%以内,超过4万次,模块温度逐渐增高,相对热阻(>15%)超出了可靠性要求。DPC陶瓷基板在1万次相对热阻为22%,器件受到破坏,在3万次循环后器件完全失效。TFC陶瓷基板在2万次循环后相对热阻为33%,器件受到破坏,4.5万次循环后器件完全失效。自动化设备在IGBT模块的封装中提高了生产工艺的稳定性。
IGBT模块封装流程简介:1、激光打标:对模块壳体表面进行激光打标,标明产品型号、日期等信息;2、壳体塑封:对壳体进行点胶并加装底板,起到粘合底板的作用;3、功率端子键合;4、壳体灌胶与固化:对壳体内部进行加注A、B胶并抽真空,高温固化 ,达到绝缘保护作用;5、封装、端子成形:对产品进行加装顶盖并对端子进行折弯成形;6、功能测试:对成形后产品进行高低温冲击检验、老化检验后,测试IGBT静态参数、动态参数以符合出厂标准 IGBT 模块成品。功率半导体模块封装是其加工过程中一个非常关键的环节,它关系到功率半导体器件是否能形成更高的功率密度,能否适用于更高的温度、拥有更高的可用性、可靠性,更好地适应恶劣环境。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。河北外壳组装兼容设备行价
动态测试IGBT自动化设备可提供高效的数据采集和分析功能。浙江高精度共晶真空炉
微通道散热器采用低温共烧陶瓷(LTCC)制成,由于press-pack封装没有内部绝缘,热沉的引入增大了回路的寄生电感,上下两侧的微通道散热器设计可提供足够的散热能力,同时外形上厚度较薄可降低功率回路的电感。微通道散热器的电气回路和冷却回路分离,可以使用非介电流体进行冷却。虽然LTCC的导热性不如金属和AlN陶瓷好,但仿真结果表明,在总热耗散为60W,采用LTCC微通道热沉水冷散热时,SiC芯片至大结温只为85℃,并联芯片间的至大结温差小于0.9℃,并联芯片的结温分布比较均匀。结到热沉热阻为0.2℃/W,热沉至高温度为73℃,热沉到冷却剂的热阻为0.8℃/W。浙江高精度共晶真空炉