【CASICON 2023】中南大学孙国辽博士:高性能功率器件封装互连方法研究进展

日期:2023-05-06 阅读:461
核心提示:随着功率半导体制造技术的不断更迭与产业发展的迫切要求,功率模块逐渐向更高的开关频率、工作温度、功率密度发展,这对功率模块

 随着功率半导体制造技术的不断更迭与产业发展的迫切要求,功率模块逐渐向更高的开关频率、工作温度、功率密度发展,这对功率模块的封装技术提出了巨大挑战。

2023年5月5-7日,“2023碳化硅关键装备、工艺及其他新型半导体技术发展论坛”在长沙召开。论坛在第三代半导体产业技术创新战略联盟的指导下,由极智半导体产业网与中国电子科技集团第四十八研究所等单位联合组织。期间,在“碳化硅关键装备、工艺及配套材料技术”分论坛上,中南大学孙国辽博士分享了高性能功率器件封装互连方法研究的最新进展。

中南大学孙国辽博士

功率芯片的封装承担电气连接、机械连接、电路保护的功能,决定了其电路连接方式、散热以及可靠性等问题,囿于传统封装材料与结构,芯片性能难以得到充分发挥,新型互连技术成为解决当前问题的关键。

报告指出,中南大学研究团队针对IGBT、SiC MOSFET、GaN HEMT等功率器件,通过热力耦合有限元分析、寄生参数建模分析等手段,从结构和材料方面探讨器件封装性能及可靠性优化问题。

在键合线互连方面,通过自主搭建的机械疲劳实验平台研究铝键合线在低频机械循环载荷下的失效机理,阐明疲劳失效寿命与振幅、频率、线弧跨度、线弧高度之间的相关性并给出性能优化方案。

在无引线互连方法方面,形成了球栅阵列式、倒装凸块式双面散热IGBT模块、铜夹式SiC MOSFET模块以及陶瓷基板嵌入式的GaN HEMT半桥模块封装方法,完成了相关互联方法的建模仿真、电热性能表征,在功率器件可靠性、封装结构布局、低感互联和低热阻等技术上取得了一定进展。

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