微通道散熱器采用低溫共燒陶瓷(LTCC)制成，由于press-pack封裝沒有內(nèi)部絕緣，熱沉的引入增大了回路的寄生電感，上下兩側(cè)的微通道散熱器設(shè)計可提供足夠的散熱能力，同時外形上厚度較薄可降低功率回路的電感。微通道散熱器的電氣回路和冷卻回路分離，可以使用非介電流體進行冷卻。雖然LTCC的導(dǎo)熱性不如金屬和AlN陶瓷好，但仿真結(jié)果表明，在總熱耗散為60W，采用LTCC微通道熱沉水冷散熱時，SiC芯片至大結(jié)溫只為85℃，并聯(lián)芯片間的至大結(jié)溫差小于0.9℃，并聯(lián)芯片的結(jié)溫分布比較均勻。結(jié)到熱沉熱阻為0.2℃/W，熱沉至高溫度為73℃，熱沉到冷卻劑的熱阻為0.8℃/W。IGBT自動化設(shè)備確保封裝過程中IGBT模塊的穩(wěn)定性和可靠性。高精度共晶真空爐尺寸

在2.5D結(jié)構(gòu)中，不同的功率芯片被焊接在同一塊襯底上，而芯片間的互連通過增加的一層轉(zhuǎn)接板中的金屬連線實現(xiàn)，轉(zhuǎn)接板與功率芯片靠得很近，需要使用耐高溫的材料，低溫共燒陶瓷（LTCC）轉(zhuǎn)接板常被用于該結(jié)構(gòu)，下圖為一種2.5D模塊封裝結(jié)構(gòu)。而在3D模塊封裝結(jié)構(gòu)中，兩塊功率芯片或者功率芯片和驅(qū)動電路通過金屬通孔或凸塊實現(xiàn)垂直互連，是一種利用緊壓工藝（Press-Pack）實現(xiàn)的3D模塊封裝，這種緊壓工藝采用直接接觸的方式而不是引線鍵合或者焊接方式實現(xiàn)金屬和芯片間的互連，該結(jié)構(gòu)包含3層導(dǎo)電導(dǎo)熱的平板，平板間放置功率芯片，平板的尺寸由互連的芯片尺寸以及芯片表面需要互連的版圖結(jié)構(gòu)確定，整個結(jié)構(gòu)的厚度一般小于5mm。廣東高精度外殼組裝兼容設(shè)備自動化設(shè)備的應(yīng)用使IGBT模塊的封裝工藝更加智能化和高效化。

伴隨著電網(wǎng)規(guī)模越來越大，電壓等級越來越高，電力系統(tǒng)朝著更加智能化方向發(fā)展，高壓、大功率和高開關(guān)速度要求功率器件承擔(dān)的功能也更加多樣化，工作環(huán)境更加惡劣，在此背景下，除芯片自身需具有較高的處理能力外，器件封裝結(jié)構(gòu)已成為限制器件整體性能的關(guān)鍵。而傳統(tǒng)的封裝或受到材料性能的限制或因其自身結(jié)構(gòu)設(shè)計不能適應(yīng)高壓大電流高開關(guān)速度應(yīng)用所帶來的高溫和高散熱要求。為保證器件在高壓高功率工況下的安全穩(wěn)定運行，開發(fā)結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計簡單和高效散熱的新型功率器件，成為未來電力系統(tǒng)用功率器件發(fā)展的必然要求。

封裝結(jié)構(gòu)散熱類型：以傳統(tǒng)半導(dǎo)體Si芯片和單面散熱封裝為表示的常規(guī)封裝器件獲得了良好的發(fā)展和應(yīng)用，技術(shù)上發(fā)展相對比較成熟。但隨著對更高電壓等級更高功率密度需求的不斷增長，傳統(tǒng)應(yīng)用于Si器件的封裝技術(shù)已不能夠滿足現(xiàn)有發(fā)展和應(yīng)用的要，目前傳統(tǒng)Si基芯片的至高結(jié)溫不超過175℃，溫度循環(huán)的范圍至大不超過200℃。相比Si器件，SiC器件在導(dǎo)通損耗、開關(guān)頻率和具有高溫運行能力方面具有明顯的優(yōu)勢，至高理論工作結(jié)溫更是高達600℃。若采用現(xiàn)有Si基封裝技術(shù)，那么以SiC為表示的寬禁帶半導(dǎo)體將無法充分發(fā)揮其高溫運行的能力。IGBT自動化設(shè)備實現(xiàn)了絲網(wǎng)印刷過程中的錫膏均勻覆蓋和準確定位。

針對氮化鋁陶瓷基板的IGBT應(yīng)用展開分析，著重對不同金屬化方法制備的覆銅AlN基板進行可靠性進行研究。通過對比厚膜法、薄膜法、直接覆銅法和活性金屬釬焊法金屬化AlN基板的剝離強度、熱循環(huán)、功率循環(huán)，分析結(jié)果可知，活性金屬釬焊法制備的AlN覆銅基板優(yōu)于其他工藝基板，剝離強度25MPa，（-40~150）℃熱循環(huán)達到1500次，能耐1200A/3.3kV功率循環(huán)測試7萬次，滿足IGBT模塊對陶瓷基板可靠性需求。在電力電子的應(yīng)用中，大功率電力電子器件IGBT是實現(xiàn)能源控制與轉(zhuǎn)換的中心，普遍應(yīng)用于高速鐵路、智能電網(wǎng)、電動汽車與新能源裝備等領(lǐng)域。隨著能量密度提高，功率器件對陶瓷覆銅基板的散熱能力和可靠性的要求越來越高。在自動鍵合階段，IGBT自動化設(shè)備能夠精確地進行鍵合打線，實現(xiàn)電路的完整連接。專業(yè)DBC底板貼裝機尺寸

IGBT自動化設(shè)備為動態(tài)測試提供了可靠的電源和載荷控制。高精度共晶真空爐尺寸

探索IGBT模塊中不同金屬化方法覆銅氮化鋁陶瓷基板的可靠性研究方法：使用厚度1mm的AlN陶瓷基板，無氧高導(dǎo)電銅箔(OFHC，0.05mm)，五水硫酸銅（CuSO4·5H2O），鹽酸（HCl），硫酸（H2SO4），Cu-P陽極板（P含量0.05%），AgCuTi活性金屬焊膏（Ti含量4.5%），燒結(jié)Cu漿。將AlN陶瓷和銅箔切割為尺寸10mm×10mm的正方形塊狀，并使用1000目砂紙打磨表面，然后在蒸餾水浴中超聲清洗20min備用。DPC金屬化：采用磁控濺射先在AlN陶瓷表面制備厚約1μm的Ti打底層，再制備一層厚約3μm的Cu種子層增厚至約50μm，完成金屬化。高精度共晶真空爐尺寸