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自动化设备能够将多个IGBT芯片单元并串联起来,实现稳定的交流电输出。江苏超声波键合机市价
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。广东动态测试DBC底板贴装机IGBT自动化设备实现了对IGBT静态参数的高效测试,确保产品质量。
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。
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自动化设备的应用使功率半导体模块封装过程更高效和准确。
由CMC制成的垫片可以传导电流、传递热量、保证电气绝缘距离,并具有与芯片和基板相匹配的可调节热膨胀系数(CTE)。交错平面封装方法通过增加相邻芯片间的距离来减小等效耦合热阻,拉长热耦合的传热路径,具有均匀且较小的热耦合效应。这种封装方式利用了3D封装结构灵活性的优势,增大传热距离,但没有增大功率模块的尺寸。具有低热耦合效应、更均匀的温度分布和出色的热性能。在相同的耗散热和散热条件下,与传统芯片布局封装模块至大结温155.8℃,封装内部至大温差12.3℃相比,交错布局封装至大结温为135.2℃,封装内部至大温差只3.4℃。显然,交错封装模块的温度分布更加均匀,可有效降低封装热阻和芯片间的热耦合不均匀程度。IGBT自动化设备实现了功率半导体器件封装过程中的自动化操作和控制。江苏超声波键合机市价
通过自动化设备,IGBT模块的封装过程更加高效、准确。江苏超声波键合机市价
IGBT模块的作用:要弄明白IGBT模块,就要先了解新能源汽车的电驱系统,先用一句话概括电驱系统如何工作:在驾驶新能源汽车时,电机控制器把动力电池放出的直流电(DC)变为交流电(AC)(这个过程即逆变),让驱动电机工作,电机将电能转换成机械能,再通过传动系统(主要是减速器)让汽车的轮子跑起来。反过来,把车轮的机械能转换存储到电池的过程就是动能回收。什么是“三电系统”和“电驱系统”?三电系统,即动力电池(简称电池)、驱动电机(简称电机)、电机控制器(简称电控),也被人们成为三大件,加起来约占新能源车总成本的70%以上,是决定整车运动性能重要的组件。江苏超声波键合机市价