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...

采用Sn-Au高温焊料将基板连接到带有翅片的铜底板上，芯片焊盘和基板采用铝键合线连接。将硅凝胶灌入外壳封装并固化。该基板可以从根本上有效降低回路电感，至大问题是附加陶瓷层(SiN)增加了散热热阻。但研究结果表明，该附加陶瓷层也只使芯片结温升高了2℃，影响几乎可以忽略。采用相同原理和结构封装的器件还有很多。如采用金属带进行芯片连接的封装。金属带连接增大了键合线的载流能力。将芯片嵌入到焊接在DBC上的PCB板中，通过键合线将芯片电极连接到PCB板上。通过优化电流回路、驱动位置和栅极连接可以至小化寄生电感。上述器件在具体封装结构方面略有差异，但所采用的封装原理与传统键合线连接封装相同，这种封装形式决...

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。动态测试IGBT自动化设备对产品出厂前的检验提供了支持。非标真空炉哪家好TFC金属化是一种在AlN陶瓷基板上制作铜膜的过程，它通过使用铜浆料和丝网印刷...

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...

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5...

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...

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...

功率器件正呈现出高频、高压、高功率以及高温的发展特点。同时这些特征也对功率器件封装提出了巨大挑战，需要考虑到封装结构、封装材料和封装工艺的可行性和适配性，这些涉及到器件的封装电感、芯片散热和电气绝缘等问题，倘若这些不能够很好的得到解决，就会对器件的热学、电学、机械性能和可靠性产生极大的影响，甚至导致器件的失效。尤其是在目前功率器件高电压、大电流和封装体积紧凑化的发展背景下，封装器件的散热问题已变得尤为突出且更具挑战性。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。专业超声波键合机价位高电压等级的SiC器件电场强度达到Si器件的10倍以上。因此，针对高压功...

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）。通过自动化设备，IGBT模块的工作原理得以实现，确保快速开断和电流流向的精确控制。广东动...

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...

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...

汽车IGBT模块测试标准下功率循环和温度循环作为表示的耐久测试，要求极为严格，例如功率循环次数可能从几万次到十万次不等。主要目的是测试键合线、焊接层等机械连接层的耐久情况。测试时的失效机理主要是，芯片、键合线、DBC、焊料等的热膨胀系数不一致，导致键合线脱落、断裂，芯片焊层分离，以及焊料老化等。随着国内新能源汽车产业的快速发展，产业链上游大有逐步完成国产替代，甚至带领世界的趋势，诸如整车品牌、动力电池、电池材料等等已经走得比较靠前，而汽车电控IGBT模块是新能源汽车主要的功率器件。电动汽车的崛起加速了功率模块封装技术的更新，IGBT自动化设备也得到了迭代升级。非标共晶真空炉制造商功率器件正呈现...

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）。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。河南高精度工业模块自动组...

封装结构散热类型：以传统半导体Si芯片和单面散热封装为表示的常规封装器件获得了良好的发展和应用，技术上发展相对比较成熟。但随着对更高电压等级更高功率密度需求的不断增长，传统应用于Si器件的封装技术已不能够满足现有发展和应用的要，目前传统Si基芯片的至高结温不超过175℃，温度循环的范围至大不超过200℃。相比Si器件，SiC器件在导通损耗、开关频率和具有高温运行能力方面具有明显的优势，至高理论工作结温更是高达600℃。若采用现有Si基封装技术，那么以SiC为表示的宽禁带半导体将无法充分发挥其高温运行的能力。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。专业超声波键合机厂家功率器...

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...

目前商用的SiC肖特基二极管受限于传统塑料封装形式，其额定工作结温上限只能达到175℃。现有SiC器件的封装仍主要采用焊接封装，考虑到芯片绝缘和隔离外界环境的目的，封装模块内部灌封有完全覆盖芯片表面的热导率较低的硅凝胶，硅凝胶上层为空气，该封装形式也使得这种从上向下的热传导成为芯片产生热量的散热通道。为了充分利用SiC器件高结温的优势，发挥SiC器件的潜力，开发新的便于芯片散热的封装结构，为芯片封装提供高效的散热路径，达到降低芯片结温，提升器件整体性能的目的，非常有必要改进现有的传统功率器件封装技术，开发新型功率器件封装结构。由此，通过增加封装器件的散热路径来提高器件散热能力的方法也就很自然的...

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。自动化设备实现了IGBT模块的快速生产和高质量标准。安徽静态测试网带式气氛烤炉封装结构散热类型：以传统半导体Si芯片和单面散热封装为表示的常规封装器件获得了良好的发展和...

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自动化设备的动态测试具备实时监测和报警功能。真空封盖自动线供应...

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5...

探索IGBT模块中不同金属化方法覆铜氮化铝陶瓷基板的可靠性研究方法：使用厚度1mm的AlN陶瓷基板，无氧高导电铜箔(OFHC，0.05mm)，五水硫酸铜（CuSO4·5H2O），盐酸（HCl），硫酸（H2SO4），Cu-P阳极板（P含量0.05%），AgCuTi活性金属焊膏（Ti含量4.5%），烧结Cu浆。将AlN陶瓷和铜箔切割为尺寸10mm×10mm的正方形块状，并使用1000目砂纸打磨表面，然后在蒸馏水浴中超声清洗20min备用。DPC金属化：采用磁控溅射先在AlN陶瓷表面制备厚约1μm的Ti打底层，再制备一层厚约3μm的Cu种子层增厚至约50μm，完成金属化。IGBT自动化设备可实现对动...

半导体技术的进步使得芯片的尺寸得以不断缩小，倒逼着封装技术的发展和进步，也由此产生了各种各样的封装形式。当前功率器件的设计和发展具有低电感、高散热和高绝缘能力的属性特征，器件封装上呈现出模块化、多功能化和体积紧凑化的发展趋势。为实现封装器件低电感设计，器件封装结构更加紧凑，而芯片电压等级和封装模块的功率密度持续提高，给封装绝缘和器件散热带来挑战。在有限的封装空间内，如何把芯片的耗散热及时高效的释放到外界环境中以降低芯片结温及器件内部各封装材料的工作温度，已成为当前功率器件封装设计阶段需要考虑的重要问题之一。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。北...

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。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...

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自动化设备实现了丝网印刷过程中的锡膏均匀覆盖和准确定位。专业真...

创新性的横向弹簧针端子和Mo柱互连解决了现有标准化封装在功率密度和热性能方面的不足，提供芯片顶部和底部的热通路，从而提高散热能力。采用烧结银将芯片连接在两个高导热AlN陶瓷DBA基板之间，通过Mo柱将芯片的源极和栅极连接到上基板，减轻了热机械应力，改善了可靠性。Cu柱支撑封装两侧的基板，并为横向弹簧针端子提供安装表面，横向弹簧针穿过3D打印的外壳将模块连接到高压PCB母线。外壳和弹簧针端子之间采用硅胶垫圈密封，防止密封剂泄漏。将器件安装在两个PCB母线之间，可以实现高密度集成和高度模块化。通过自动化设备，IGBT模块的封装过程更加高效、准确。静态测试工业模块自动组装线规格IGBR是具有防潮功能...

探索IGBT模块中不同金属化方法覆铜氮化铝陶瓷基板的可靠性研究方法：使用厚度1mm的AlN陶瓷基板，无氧高导电铜箔(OFHC，0.05mm)，五水硫酸铜（CuSO4·5H2O），盐酸（HCl），硫酸（H2SO4），Cu-P阳极板（P含量0.05%），AgCuTi活性金属焊膏（Ti含量4.5%），烧结Cu浆。将AlN陶瓷和铜箔切割为尺寸10mm×10mm的正方形块状，并使用1000目砂纸打磨表面，然后在蒸馏水浴中超声清洗20min备用。DPC金属化：采用磁控溅射先在AlN陶瓷表面制备厚约1μm的Ti打底层，再制备一层厚约3μm的Cu种子层增厚至约50μm，完成金属化。在自动贴片过程中，IGBT自...

PCoB连接双面散热：虽然双基板封装具备双面散热的能力，但基板与底板连接，引入寄生电感，同时存在基板热阻较大的问题，为提高器件的电气性能和热性能，研究人员提出了一种功率芯片连接在总线上(PowerChiponBus，PCoB)的双面散热封装方法，将芯片连接到2个母线状金属基板上，基板通过预先成型的环氧树脂粘合在一起，金属基板相对于陶瓷基板具有更优异的导热性能。厚翅片铜既作为热沉又作为母线。钼垫片用作芯片和底部基板间的热膨胀缓冲层，以降低因热碰撞系数(CTE)失配引起的热机械应力。自动化设备的使用提高了IGBT模块封装工艺的一致性和可靠性。工业模块自动组装线价位基于双基板堆叠和面互连，采用上下双...

IGBT模块是新一代的功率半导体电子元件模块，诞生于20世纪80年代，并在90年代进行新一轮的升级，通过新技术的发展，现在的IGBT模块已经成为集通态压降低、开关速度快、高电压低损耗、大电流热稳定性好等等众多特点于一身，而这些技术特点正式IGBT模块取代旧式双极管成为电路制造中的重要电子器件的主要原因。近些年，电动汽车的蓬勃发展带动了功率模块封装技术的更新迭代。目前电动汽车主逆变器功率半导体技术，表示着中等功率模块技术的先进水平，高可靠性、高功率密度并且要求成本竞争力是其首先需要满足的要求。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。河南静态测试超声波键合机半导体技术的进步极...

芯片背面可通过焊层与DBC基板连接。芯片封装上下两个外表面均为平面，可在两侧分别连接热沉进行冷却。研究表明，器件功率损失在5~300W范围内时，与键合线连接的单面液冷相比，嵌入式封装双面液冷热阻可降低45%~60%。且随着冷却流体流速的增加，散热效果更加明显。因此，使用嵌入式功率芯片封装的双面液体对流散热是改善功率半导体器件散热的可行且有效方案。与常规芯片封装相反，将芯片正面连接在DBC上，芯片背面通过铜夹引出，即可实现芯片的倒装封装，实现芯片两个表面散热。自动化设备在IGBT模块的封装中提高了生产工艺的稳定性。湖南专业共晶真空炉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...

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。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。广西真空封盖自动线行价基于高压大功率器件封装结构散热方面的考虑，除了在封...

4种AlN基板可靠性测试（冷热冲击）：对4种AlN覆铜基板循环进行冷热冲击热循环实验，条件为在-55℃~150℃，每个温度保温30min，5s内完成到155℃温度转换，循环次数为100cycles、500cycles、1000cycles、1500cycles。可得AMB法制备的AlN覆铜板耐热冲击次数明显高于其他制备工艺。AlN覆铜板耐热冲击主要的失效模式为金属层剥离和AlN陶瓷基板开裂。对于DPC基板，在200次冷热循环后，金属层与AlN完全剥离，剥离强度为0。AlN厚膜覆铜板，在500次冷热循环后，金属层有局部剥离，剥离强度降为百分之二十。DBC基板在1000次冷热循环后，剥离强度降低了...