深圳非标工业模块自动组装线

半导体技术的进步极大地促进了电力电子器件的发展和应用。过去几十年里，在摩尔定律的“魔咒”下，半导体芯片尺寸不断减小，使得在同样的空间体积内可以集成更多的芯片，实现更多的功能和更强大的处理能力，为进一步提高功率密度提供了可能。另一方面，芯片尺寸的缩小也增加了芯片散热热阻，降低了热容，使得芯片结温升高，结温波动更加明显，影响功率模块的可靠性。功率半导体作为电力电子系统的主要组成部分，已经普遍应用到生活、交通、电力、工业控制、航空航天、舰船等领域。IGBT自动化设备推动了IGBT模块技术的发展，使其具备通态压降低、开关速度快等优点。深圳非标工业模块自动组装线

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。云南一体化真空封盖自动线通过自动化设备，IGBT模块的封装过程更加高效、准确。

要实现双面散热，需要对芯片的两个表面实现面连接，这样才能在芯片两侧形成两个平面，实现两个热通路。另一种实现面连接的方式是在芯片的两侧均采用DBC基板连接。通过采用“Planar-bond-all，(PBA)”的功率模块封装方法可以在芯片的上表面实现大面积键合平面互连。芯片正面朝上/朝下键合在两个DBC之间，两个铜制热沉直接连接在两侧DBC的外表面上。封装时将DBC基板、芯片、垫片、键合材料、功率端子等组装在夹具中，然后同时加热形成键合。双侧平面键合可以使封装的上下两个表面都成为散热通路。此外，热沉与DBC基板直接连接进一步降低了封装热阻。

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。通过功能测试，IGBT自动化设备能够检验产品的性能，确保符合工厂标准。

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。超声波清洗步骤中，IGBT自动化设备能够有效去除焊接后的污染物，保证封装质量。广东非标IGBT自动化设备

IGBT自动化设备的动态测试可验证器件在高频环境下的稳定性和响应。深圳非标工业模块自动组装线

采用低温银烧结键合(LTB)技术将芯片对称布置在金属基复合(MMC)基板的中心安装孔四周，使模块与热沉间保持良好的电气接触和热接触。芯片正面的功率电极通过高熔点焊料连接到上部MMC基板，两个基板与芯片两个表面紧紧接触，芯片的两侧(芯片烧结层-MMC，芯片层焊料-MMC)均成为散热路径。虽然芯片正面的功率电极取消了键合线，但栅极仍需采用键合线连接。使用硅橡胶成型，使模块易于集成，同时满足爬电和间隙距离要求。该封装技术非常适合于需要冷却的高功耗器件。深圳非标工业模块自动组装线