芯片产生的热量会影响载流子迁移率而降低器件性能。此外,高温也会增加封装不同材料间因热膨胀系数不匹配造成的热应力,这将会严重降低器件的可靠性及工作寿命。结温过高将导致器件发生灾难性故障及封装材料因热疲劳和高温加速导致材料退化而造成的故障问题,深圳一体化IGBT自动化设备。因此,在非常有限的封装空间内,深圳一体化IGBT自动化设备,及时高效的把芯片的耗散热排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温度,已成为未来功率器件封装设计过程中需要考虑的重要课题。通过自动化设备,深圳一体化IGBT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***控制。深圳一体化IGBT自动化设备
功率器件封装结构散热设计原则:从器件散热的角度,封装结构设计应当遵循散热路径低热阻、尽可能多散热路径和传热路径上的接触面积尽可能大的原则。这就要求在设计之初,就应考虑到封装材料的选择、散热路径的设计、散热路径上各部件接触界面的面积等。但这些不可避免的增加了封装设计和工艺实现的难度,一种功率器件的封装实践往往是考虑多种因素的折中。从目前国内外对于功率器件的研究和开发现状来看,具备耐高温、多散热路径和大面积连接的封装特征是未来功率器件封装的发展趋势,也是满足未来高压、大功率器件工作性能要求的必然选择。广东静态测试真空炉IGBT自动化设备在壳体塑封过程中,能够准确地点胶和加装底板,确保壳体的牢固性。
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。
通过PCB板和DBC上铜层的层叠电流路径可抵消掉部分内部电感。从封装结构上看,虽然取消了键合线,但芯片的连接方式没有改变,芯片通过铜针连接到PCB板,采用环氧树脂进行整体密封,这也使得器件无法通过PCB板散热,只能通过基板侧进行散热。被称作PowerStep的无键合线互连功率器件封装,适用于600~1700V的器件封装。采用大面积薄金属板与芯片电极连接,金属板上刻有与芯片焊盘形状和尺寸相匹配的特征图案。取消键合线使封装外形更薄,可有效降低电感。同时,省略了底板,降低了重量、体积、成本和封装的复杂性。相比一次只能焊接一个点位的键合线连接,金属板可通过焊料、烧结膏或其他连接材料一次性连接到芯片焊盘上。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。
在activemetalbrazing(AMB)基板中有特殊设计的空腔,将芯片嵌入到AMB空腔里,采用定制的铜夹连接芯片和AMB基板,使其与基板上金属层在同一水平面,即在封装上侧形成平面,可以在该表面和AMB基板的下表面分别连接散热器,实现双面散热。嵌入到AMB基板封装的单面散热、双面散热与传统键合线连接封装单面散热的热性能对比。结果显示,芯片嵌入AMB基板单面散热封装模块相比传统键合线连接单面散热模块,结壳热阻降幅可达40%。若在芯片嵌入AMB基板采用双面散热封装,模块的结壳热阻可进一步降低20%。IGBT自动化设备实现了IGBT模块封装过程的高度可重复性。广东非标无功老化测试设备
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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。深圳一体化IGBT自动化设备
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