无键合线单面散热：取消键合线有助于改善器件封装寄生电感和封装可靠性。超紧凑高可靠性SiCMOSFET模块，取消键合线和底板，将芯片直接焊接到基板上，采用铜针取代铝键合线，同时在高导热SiN陶瓷上设计了类似于热扩散器的更厚铜块，具有更好的传热效果。相比Al2O3陶瓷基板的键合线结构，采用Al2O3陶瓷的厚铜块封装模块结壳热阻降低37%，采用SiN陶瓷的厚铜块封装模块结壳热阻降低55%。同时该封装采用新型环氧树脂和银烧结技术，具有高达200℃的高温运行能力。IGBT自动化设备为动态测试提供了可靠的电源和载荷控制。四川高精度共晶真空炉
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。辽宁工业模块自动组装线IGBT自动化设备在电动汽车主逆变器功率半导体技术方面处于先进水平。
要实现双面散热，需要对芯片的两个表面实现面连接，这样才能在芯片两侧形成两个平面，实现两个热通路。另一种实现面连接的方式是在芯片的两侧均采用DBC基板连接。通过采用“Planar-bond-all，(PBA)”的功率模块封装方法可以在芯片的上表面实现大面积键合平面互连。芯片正面朝上/朝下键合在两个DBC之间，两个铜制热沉直接连接在两侧DBC的外表面上。封装时将DBC基板、芯片、垫片、键合材料、功率端子等组装在夹具中，然后同时加热形成键合。双侧平面键合可以使封装的上下两个表面都成为散热通路。此外，热沉与DBC基板直接连接进一步降低了封装热阻。
PBA封装双面散热比传统键合线连接单面散热热阻降低38%，表明PBA双面散热封装的优势。双DBC封装实现双面散热的研究还有很多，双面散热得益于芯片封装的两个表面平台，给连接DBC提供了可能，实现了两个散热路径。对比了双面散热结构与传统键合线连接单面散热结构的热性能对比，可以看出双面散热结构具有明显的优势。针对面连接，由于芯片栅极焊盘尺寸小和栅极位置，增加了芯片正面连接的难度。研究人员提出了栅极扩大的方法。通过对芯片的栅极焊盘进行再加工和扩大的再处理方法，增大栅极焊盘的面积，使得面接触更容易实现，进而获得双面散热路径，使该封装具备双面散热的能力。通过激光打标，IGBT自动化设备能够在模块表面添加必要的标识和信息。
汽车IGBT模块要做哪些测试验证？汽车IGBT模块对产品性能和质量的要求要明显高于消费和工控领域，因此车规认证成为了汽车IGBT模块市场的重要壁垒，一般来说，车规级IGBT需要2年左右的车型导入周期。汽车IGBT模块测试标准主要参照AEC-Q101和AQG-324，同时车企会根据自己的车型特点提出相应的要求，主要测试方法包括：参数测试、ESD测试、绝缘耐压、机械振动、机械冲击、高温老化、低温老化、温度循环、温度冲击、UHAST（高温高湿无偏压）、HTRB（高温反偏）、HTGB（高温删偏）、H3TRB/HAST（高温高湿反偏）、功率循环、可焊性。电动汽车的崛起加速了功率模块封装技术的更新，IGBT自动化设备也得到了迭代升级。湖南真空封盖自动线
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。四川高精度共晶真空炉
使用岛津拉力机分别测试四种金属化方法制备的覆铜AlN陶瓷基板的剥离强度，使用冷热冲击试验箱测试覆铜基板可靠性，对基板进行功率循环测试和热阻测试。AlN陶瓷金属化铜层与基板的结合力大小决定了其在实际应用过程中的可靠与否，是陶瓷金属化基板的中心性能指标。本文借鉴《微电子技术用贵金属浆料测试方法附着力测定》中的方法，通过剥离强度测试金属化层的附着力。可得AMB金属化陶瓷基板陶瓷与金属化层结合力较好，剥离强度为25Mpa，接下来是DBC和TFC金属化陶瓷基板，剥离强度分别为21Mpa和15Mpa，更差的是DPC金属化基板，剥离强度只为13Mpa。四川高精度共晶真空炉
