云南非标无功老化测试设备

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的要求越来越高。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。云南非标无功老化测试设备

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。江西真空封盖自动线价位动态测试IGBT自动化设备能够评估器件在瞬态工况下的性能。

目前的陶瓷基板材料主要有：Al2O3、ALN、Si3N4、BeO、SiC等。其中Al2O3陶瓷开发较早，技术更为成熟，成本更低，应用更普遍，但Al2O3陶瓷的热导率只为17～25W/(m·K)，且与Si及GaAs等半导体材料的热膨胀系数匹配性较差，限制了其在高频、大功率、高集成电路中的使用。SiC陶瓷基板的热导率高，热膨胀系数与Si更为相近，但其介电性能（εr=42）较差，烧结损耗大、难以致密，成本高，限制了其大批量应用。Si3N4虽然强度、韧性高、可靠性高，以其等优异的综合热力学性能成为较有前途的大功率候选材料之一，但多晶Si3N4陶瓷在室温下的热导率均较低，且关键技术都掌握在日本，限制了在国内Si3N4基板在IGBT组件中的应用。

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。IGBT自动化设备提高了功率半导体器件封装的一致性和可靠性。

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。在自动键合阶段，IGBT自动化设备能够精确地进行键合打线，实现电路的完整连接。四川专业共晶真空炉

自动化设备实现了IGBT模块的快速生产和高质量标准。云南非标无功老化测试设备

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，针对高压功率器件的封装需要特殊的设计以满足高压绝缘的要求，如需要开发在高电场环境下仍具有高电压绝缘强度和稳定性的绝缘灌封材料，以隔离水汽、污染物等外界环境。另外，针对灌封过程存在气泡的问题，现有灌封工艺还需要进一步完善。SiC功率器件可以承受更高的工作结温，降低对外部冷却器件的要求，缩小封装器件的体积，使得封装器件更加轻质高效。然而，缺乏适合的高温封装技术体系成为限制SiC器件充分发挥其潜力的至大因素，特别是对于高压大电流应用需求的系统。对于传统硅基功率器件，单热管理部分就占到整个器件封装系统成本的三分之一以上。但随着SiC技术的进步，SiC器件的高温运行能力所带来的优势足以弥补现阶段SiC的成本问题。云南非标无功老化测试设备