功率电子模块及其封装技术

电子封装的热仿真和应力计算,主要是IGBT

第 9卷,第川期o V l. 9, N o .l l

电子

与

封装PA C K A G N G

E L E C T R O N IC S&

总第 79期 20 09年 1 1月

封

装

一组

装;\与.侧 !试

功率电子模块及其封装技术俞晓东,何洪,宋秀峰,曾俊,李冉,石志想(南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京 2 10016 )

摘

要:功率电子模块正朝着高频

高可靠性

低损耗的方向发展,其种类日新月异 同时,模

块的封装结构电子模块 (G T R

模块内部芯片及其与基板的互连方式M O SFE T IG B T P M I PE B B

封装材料的选择

制备工艺等诸多问题对

其封装技术提出了严峻的挑战 文章结合了近年来国内外的主要研究成果,详细阐述了各类功率 IP E M )的内部结构性能特点及其研究动态,并对其封装结构及主要封装技术,如基板材料关键词:功率电子模块;封装结构;封装技术中图分类号厂rN 453文献标识码: A文章编号: 168一1070 (2009 ) 11一 0005一 07

健合互连工艺

封装材料和散热技术进行了综述

P aek ag i n g S truet U r e and T e eh nol og y ofP ow er E l ect ronie M od ul eY U X ia o d o ng, H E H o n g, SO N G X i u一 n e f g, Z E N G Ju n, L I R月n, S H I Z h i一ia n g

(C O l g eo e l f五羲理 e rialS t c ienee and T e chno l o舒, N a n j i叮 U n i ver s i如 o f A er o nautic s and A st o nauri r es, a可 N 2# 9 2 100 16, C h i na ) A b straet: W i h the eha t n gi ng of Pow er el eet o ni r e m od u l e, i ts develoPi ng di e etion 15 m oved to hig r h f e q r u eney,h ig h reli a b il it y a nd lo w 1 0 55. H o w ev er, seriou s eh a ll en g e s a r e Put f o r w a d r to P ae k ag in g teeh n ol og y be ea u se o fth e P ae k ag i n g st U cture o f m o d u l r e s, t he i n ter c o n e etio n te eh n iq u e o f i n t翻 a l eh iP s a n d sub st r a e s, t t h e se lee tio n o f P a ek a g in g m a t eria l s, th e P r e Pa r a t ion tee hn o l og y an d 50 o n . C o m P a n yi ng w i h m ain rese ar t e h aeh i e v e-

m ents a t hom e a n d abr o ad, int e印alstr u et u res, Per o r f m a n ee f e atures a n dd y na m i e aPPr o aeh of Pow er eleet r on i e m odules(G T R, M O SF E T, IG B T, I P M, P E B B, IP E M )a e diseussed.Paekagi r ng st u et r r ea U n dm a j orteeh n ologysu eh as su b stra t es, in te re o n n e etio n P ro c esse s, P a ek ag in g m a t erials a n d th erm a l d i s siP a tio n tee h n o lo g y o fm o d u les are su rnrn ar i zed .

e K

y w o r d s: P o w er elec t ron ie m o du l e;P a c k ag in g st U et r r e;P ac U k a g i ng t e eh n ol ogy

高温

高频

低功耗

高功率容量以及智能化

系

引言随着电力电子器件朝着模块化发展,大规模智能化的方向 V LS I )的

统化方向发展,制造技术已进入亚微米

时代,新结

构超大规模集成电路 (L S I

新工艺硅基功率器件正不断出现,并逼近硅材

料的理论极限,以 S I C为代表的新材料功率半导体器

件正在浮出水面 功率半导体器件集成分为两大类别:一类是单片功率集成电路,一般适用于数十瓦的电子电路的集成;另一类是将功率器件接口电路控制电路驱动电路保护电路等芯片封装一体化,利用内部

出现导致其集成度越来越高,基板上各类 l C芯片的组装数及组装密度也越来越高,功率密度也越来越大[ ] 功率半导体器件技术近年来取得长足进步,已深入到工业生产与人民生活的各个方面,它正朝着收稿日期:2( X) 9一 05一 1 2

电子封装的热仿真和应力计算,主要是IGBT

第 9卷第 1期

电

子

与

封

装过热保护和控制电压欠压保护 这些功

引线键合以及基板互连形成部分或完整功能的功率

电流保护

模块或系统功率集成 主要包括基于半导体功率开关器件发展起来的 G T R模块[] 2化功率 M O SF E T模块IG B T模块及后来为适应功率电子装置小型化轻量

能都集成在一个模块内,封装于一个外壳里 模块结构紧凑,驱动电路功耗小,工作可靠性提高,使用更方便 2. 2 M O SFE T功率模块场效应晶体管 (FE T )是广泛应用的半导体器件之一 根据其结构不同分为结型场效应晶体管 J F ET和金属氧化物半导体场效应晶体管 M O S F E T 虽然 F E T的输入电阻很高,可达 10 J 5儿以上,但是当温度升高时,随着 P一 N结反向饱和电流的增加,输入电

简化设计和提高器件可靠性等要求而发展起来功率电子模块 PE B B[4]集成

的智能功率模块 I P M 1] 3

功率电子模块 IP E M[,]等 功率电子模块封装技术从解决模块的封装结构模块内部芯片及其与基板的互连各类封装材料的选取制备的工艺流程等问题出发,形成最优

化的电路拓扑与系统结构,使系统中各种元器件之间互连所产生的不利寄生参数减到最小,模块电路所产生的热量更易于向外散发,器件能承受使用时的环境应力的冲击,具有更大的电流承载能力,使产品的整体性能可靠性功率密度得到提高,而

阻将显著下降,并且栅极 P一 N结又不允许正偏,为克服这些缺点,人们发展了 M O SF E T M O SF E T的主要优点是:输入电阻很高,可高达 10# 以上,并且与温度变化无关;对栅极电压极性没有限制;其

工艺非常适合制造大规模集成功率电路 功率 M O S FE T模块是将 M O S FE T芯片续流二

极管芯片和一些辅助元件通过内部连接,组成一个基本单元电路,封装在同一外壳中的器件,电极引线都布置在同一平面上 与 G T R模块一样,除单管模 …… 此处隐藏：11660字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……