1. 碳化硅模塊封裝技術概述
封裝作為晶元布局、電路集成和散熱技術的核心,對於形成成熟產品至關重要。其技術核心包括晶元互連、焊接、散熱設計以及外殼封裝,共同構建出模塊結構。無論框架型或塑封型模塊,均需為半導體晶元提供電氣連接、機械支撐、散熱途徑和環境防護四大功能,同時也帶來了寄生參數、連接問題、熱阻和界面失效等挑戰。
封裝技術涉及的基礎材料主要包括連結材料(如錫片、納米銀、瞬態液相擴散焊接)、基板材料(氧化鋁、氮化硅、氮化鋁、IMB)以及塑封材料(環氧樹脂、硅膠)。封裝工藝包括低溫燒結、注塑、端子疊層連接(激光焊接)等。模塊設計則通過熱、電、力、磁的聯合模擬,實現高效率、高壓、高溫、高功率密度的模塊設計,並通過可靠性測試及失效分析優化性能。
模塊封裝需解決的挑戰包括電學性能(如雜感、電流均流、EMI、信號串擾、絕緣和爬電問題)、熱管理性能(穩態和瞬態熱阻、比熱容、熱耦合,冷卻系統流體壓降)以及機械性能(機械振動和系統高集成設計)。此外,可靠性測試覆蓋功率循環、溫度循環、高溫存儲和高溫高濕反偏等問題。
晶元技術趨勢包括低成本、更高功率密度、更高工作結溫。封裝技術趨勢則集中在更高工作結溫、更優正面載流、更優背面散熱和封裝結構優化,如框架封裝用於耐受更高溫度、更高功率密度和更小體積,以及轉模封裝適用於高結溫應用。碳化硅模塊的生產工藝流程包括陶瓷基板排片、銀漿印刷、晶元貼片、銀燒結、真空迴流焊、引線框架組裝焊接、引線鍵合、等離子清洗、塑封、X光檢測、測試包裝等環節。
與IGBT封裝相比,碳化硅模塊封裝面臨熔點更高、熱導率要求更優、連接更堅固、降低連接電阻和縮小體積的挑戰。為解決這些問題,碳化硅模塊封裝採用雙面散熱技術、高性能AMB陶瓷板、液冷型銅基PinFin板以及多信號監控的感應端子設計,努力實現低損耗、高阻斷電壓、低導通電阻、高電流密度、高可靠性等目標。
封裝設計方向包括結構緊湊、雙面散熱、高性能AMB基板、銀燒結技術、銅線鍵合、Cu Clip技術和優化熱管理。雙面散熱通過取消金屬鍵合線、優化緩沖層,實現雜散電感減小和散熱途徑增加,提高模塊壽命。高性能AMB基板可減少熱膨脹系數失配,提高可靠性。銀燒結技術提供高連接強度和導電導熱性能,適合汽車級應用。Cu Clip技術採用銅線替代傳統焊料,提升模塊電性能和可靠性。熱管理方面,集成封裝結構設計和電路拓撲優化,改善散熱性和通流能力。
外殼材質的選擇根據耐溫要求不同,IGBT模塊通常採用PBT或PPS,對於高溫應用如SiC器件,需採用高溫材料PPS或9T。這些設計和材料的選擇共同確保了模塊在各種應用環境中的性能和可靠性。
2. 環氧樹脂的用途介紹 舉例推薦
環氧樹脂是一種基礎的原材料,市面上有許多用環氧樹脂製作而成的塗料或者是油漆,它們不僅僅化學品性優良,而且可以製成特色用途各異的品種,包括常見的環氧樹脂電子電器材料,因為質量可靠,不容易腐蝕而贏得了消費者朋友們的青睞和好評,今天為大家推薦的不僅僅包括環氧樹脂的用途,更進一步還有關於各種用途方面詳細細致的深入分析,大家可以參考得出合理可靠的購置建議。
一、環氧樹脂的用途
①塗料環氧樹脂在塗料中的應用占較大的比例,它能製成各具特色、用途各異的品種。其共性:(1)耐化學品性優良,尤其是耐鹼性。(2)漆膜附著力強,特別是對金屬。(3)具有較好的耐熱性和電絕緣性。(4)漆膜保色性較好。但是雙酚A型環氧樹脂塗料的耐候性差,漆膜在戶外易粉化失光又欠豐滿,不宜作戶外用塗料及高裝飾性塗料之用。因此環氧樹脂塗料主要用作防腐蝕漆、金屬底漆、絕緣漆,但雜環及脂環族環氧樹脂製成的塗料可以用於戶外。②膠粘劑環氧樹脂除了對聚烯烴等非極性塑料粘結性不好之外,對於各種金屬材料如鋁、鋼、鐵、銅;非金屬材料如玻璃、木材、混凝土等;以及熱固性塑料如酚醛、氨基、不飽和聚酯等都有優良的粘接性能,因此有萬能膠之稱。環氧膠粘劑是結構膠粘劑的重要品種。
③電子電器材料由於環氧樹脂的絕緣性能高、結構強度大和密封性能好等許多獨特的優點,已在高低壓電器、電機和電子元器件的絕緣及封裝上得到廣泛應用,發展很快。主要用於:(1)電器、電機絕緣封裝件的澆注。如電磁鐵、接觸器線圈、互感器、乾式變壓器等高低壓電器的整體全密封絕緣封裝件的製造。在電器工業中得到了快速發展。從常壓澆注、真空澆注已發展到自動壓力凝膠成型。
2)廣泛用於裝有電子元件和線路的器件的灌封絕緣。已成為電子工業不可缺少的重要絕緣材料。(3)電子級環氧模塑料用於半導體元器件的塑封。近年來發展極快。由於它的性能優越,大有取代傳統的金屬、陶瓷和玻璃封裝的趨勢。
(4)環氧層壓塑料在電子、電器領域應用甚廣。其中環氧覆銅板的發展尤其迅速,已成為電子工業的基礎材料之一。此外,環氧絕緣塗料、絕緣膠粘劑和電膠粘劑也有大量應用。④工程塑料和復合材料環氧工程塑料主要包括用於高壓成型的環氧模塑料和環氧層壓塑料,以及環氧泡沫塑料。環氧工程塑料也可以看作是一種廣義的環氧復合材料。環氧復合材料主要有環氧玻璃鋼(通用型復合材料)和環氧結構復合材料,如拉擠成型的環氧型材、纏繞成型的中空回轉體製品和高性能復合材料。環氧復合材料是化工及航空、航天、軍工等高技術領域的一種重要的結構材料和功能材料。⑤土建材料主要用作防腐地坪、環氧砂漿和混凝土製品、高級路面和機場跑道、快速修補材料、加固地基基礎的灌漿材料、建築膠粘劑及塗料等。
通過上文舉例,我們可以得知環氧樹脂的用途是比較多的,比如,它們可以在電子電器領域得到廣泛應用加工,成為電子工業的基礎材料部件,除此之外,在工程塑料和復合材料等領域,也可以看見環氧樹脂塑料,它們耐腐蝕性能不錯,性價比和後期使用能力相對更勝一籌,所以在化工以及航空航天和軍工等高技術領域扮演著關鍵的角色,大家可以參考上文深入了解環氧樹脂各種用途的分類,在具體選擇和設計的時候也可以派上關鍵的用場。
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3. 環氧塑封料是什麼
環氧塑封料,電子元器件的封裝材料,主要由環氧樹脂、酚醛樹脂構成基體樹脂,硅微粉作為填料,再配合多種助劑精製而成。它在電子工業領域中占據著重要地位,屬於精細化工材料之一。
塑料封裝,即塑封過程,主要採用EMC材料。通過傳遞成型法,將EMC擠壓入模腔內,將半導體晶元包裹其中,同時發生交聯固化反應,形成具有一定結構外形的半導體器件。
環氧塑封料在封裝過程中發揮關鍵作用,確保了電子元器件的穩定性和可靠性。它不僅能夠保護內部晶元免受外界環境的侵害,還能增強電子產品的性能,延長使用壽命。
在電子工業中,塑封材料占據了97%以上的市場份額,主要材料為EMC。塑封過程的原理是通過傳遞成型法,將EMC材料注入模腔,將晶元包裹並固化,形成具備特定結構和外形的半導體器件。
環氧塑封料的使用,不僅大大提高了電子元器件的封裝質量,還促進了電子工業的快速發展。它在電路板、集成電路、感測器等領域有著廣泛的應用,對推動電子科技的進步起到了至關重要的作用。
4. 雙環戊二烯苯酚環氧樹脂主要應用於哪些領域
雙環戊二烯苯酚環氧樹脂是一種廣泛應用的高性能材料,它在多個領域展現出卓越性能。