2017年11月1日-3日，由第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、北京市順義區(qū)人民政府主辦的2017 國際第三代半導(dǎo)體論壇在北京順義隆重召開。在2日上午，舉行“SiC/GaN電力電子封裝、模塊及可靠性”分會上，來自天津大學(xué)的副教授梅云輝做了“雙面半橋IGBT模塊（1200V / 600A）的納米銀漿燒結(jié)”研究報告。
他介紹了高功率雙面多芯片相橋IGBT模塊的設(shè)計和特性，模塊性能為1200 V / 600A。與傳統(tǒng)的線焊IGBT模塊相比，IGBT模塊的功率密度有很大提高。
他表示，現(xiàn)在我們?nèi)耘f面臨著一些挑戰(zhàn)，因?yàn)樗膫鹘y(tǒng)模式會出現(xiàn)一些熱阻擋，由于材料的限制，因此它只能在低溫的情況下運(yùn)作，而材料的可靠性也是有所缺乏，所以現(xiàn)在要去改善它的性能，并且提高運(yùn)作的效率，我們要去使用高溫可靠的材料。
我們也提出了一些解決方案，使用的是雙邊的半橋模型，使用的是雜散電感，芯片的雙面都使用了這樣的材料，從而降低熱阻擋，并且在芯片的表面可以降低熱擴(kuò)散，也可以提高連接的可靠性。很多人已經(jīng)提到了關(guān)于銀的燒結(jié)連接頭，它有很多的性能，有很多優(yōu)勢，比如熱阻擋能力更強(qiáng)，可靠性更強(qiáng)，它的熔點(diǎn)，由于熔點(diǎn)高所導(dǎo)致的，比如說一個教授也提到我們將它的溫度從40攝氏度提高到150攝氏度，而且我們也可以大大提高它的功率循環(huán)，這是非常好的一個進(jìn)步。因此都說明的銀的燒結(jié)連接頭的性能是非常好的。
其中，模塊采用納米銀漿作為芯片互連材料，避免了高溫下的蠕變破壞，因而最高工作溫度從125℃提高到175℃甚至更高。四個大面積IGBT芯片（1200V / 150A ，12.56mm×12.56mm），以及四個續(xù)流二極管（1200V / 150A）并聯(lián)連接在一個DBC襯底上，形成一個電橋。制造的雙面IGBT模塊的尺寸僅為70mm×59mm×4.05mm。在不同的電流下，對此IGBT模塊的熱，機(jī)械，電氣性能進(jìn)行了表征。還進(jìn)行了電源循環(huán)測試，來評估雙面IGBT模塊的可靠性，以驗(yàn)證模塊設(shè)計的可行性。
無壓的燒結(jié)工藝是可以對這種雙邊燒結(jié)來進(jìn)行的，但是我們可以通過雙邊帶進(jìn)行控制的，我們制造了便的半電橋的模型，使用的是電基礎(chǔ)化，不是上線連接這樣的IGBT的器件是采用無壓燒結(jié)方式，同時加上緩沖帶，我們可以看到，通過這樣一些工藝，性能和緩沖能大大提高。（根據(jù)現(xiàn)場速記整理，如有出入敬請諒解！）
