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IGBT功率模块封装38坊国际技能与流程揭秘
发布时间:2021-01-23 17:59浏览次数:

IGBT模块是新一代的功率半导体电子元件模块,降生于20世纪80年月,并在90年月举办新一轮的改良进级,通过新技能的成长,此刻的IGBT模块已经成为集通态压低落、开关速度快、高电压低损耗、大电流热不变性好等等浩瀚特点于一身,而这些技能特点正式IGBT模块代替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,电动汽车的发达成长发动了功率模块封装技能的更新迭代。今朝电动汽车主逆变器功率半导体技能,代表着中等功率模块技能的先历程度,高靠得住性、高功率密度而且要求本钱竞争力是其首先需要满意的要求。

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功率器件模块封装布局演进趋势

IGBT作为重要的电力电子的焦点器件,其靠得住性是抉择整个装置安详运行的最重要因素。由于IGBT采纳了叠层封装技能,该技能不单提高了封装密度,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回收了引线键合和单边散热技能,针对这两大问题,SiC功率模块封装在布局上回收了无引线互连(wireless interconnection)和双面散热(double-side cooling)技能,同时选用了导热系数更好的衬底质料,并实验在模块布局中集成去耦电容、温度/电传播感器以及驱动电路等,研发出了多种差异的模块封装技能。

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直接导线键合布局(DLB)

直接导线键合布局最大的特点就是操作焊料,将铜导线与芯片外貌直接毗连在一起,相对引线键合技能,该技能利用的铜导线可有效低落寄生电感,同时由于铜导线与芯片外貌互连面积大,还可以提高互连靠得住性。三菱公司操作该布局开拓的IGBT模块,38坊,对比引线键合模块内部电感低落至57%,内部引线电阻减小一半。

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DLB布局

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SKiN布局

SKiN模块布局也是一种无引线键合的布局,它回收了双层柔软的印刷线路板同时用于毗连MOSFET和用作电畅通路。

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SKiN布局

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2.5D和3D模块封装布局

为进一步低落寄生效应,利用多层衬底的2.5D和3D模块封装布局被开拓出来用于功率芯片之间可能功率芯片与驱动电路之间的互连。在2.5D布局中,差异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,需要利用耐高温的质料,低温共烧陶瓷(LTCC)转接板常被用于该布局,下图为一种2.5D模块封装布局。

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2.5D模块封装布局

而在3D模块封装布局中,两块功率芯片可能功率芯片和驱动电路通过金属通孔或凸块实现垂直互连,下图是一种操作紧压工艺(Press-Pack)实现的3D模块封装,这种紧压工艺回收直接打仗的方法而不是引线键合可能焊接方法实现金属和芯片间的互连,该布局包括3层导电导热的平板,平板间安排功率芯片,平板的尺寸由互连的芯片尺寸以及芯片外貌需要互连的国界布局确定,整个布局的厚度一般小于5mm。

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回收紧压工艺的3D模块封装布局

下图是另一种3D模块封装布局,该布局通过低温共烧陶瓷工艺,实现了功率芯片和驱动电路的垂直互连,该布局还可以利便地将被动元件集成在低温共烧陶瓷衬底上。

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3D模块封装布局

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IGBT模块封装流程简介

视频来历于新能源汽车故里

1、丝网印刷将锡膏按设定图形印刷于散热底板和DBC铜板外貌,为自动贴片做好前期筹备 印刷结果;

2、自动贴片将IGBT芯片与FRED芯片贴装于DBC印刷锡膏外貌;

3、真空回流焊接将完成贴片的DBC半制品置于真空炉内,举办回流焊接;

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