隨著功率半導(dǎo)體制造技術(shù)的不斷更迭與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切要求，功率模塊逐漸向更高的開(kāi)關(guān)頻率、工作溫度、功率密度發(fā)展，這對(duì)功率模塊的封裝技術(shù)提出了巨大挑戰(zhàn)。

2023年5月5-7日，“2023碳化硅關(guān)鍵裝備、工藝及其他新型半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展論壇”在長(zhǎng)沙召開(kāi)。論壇在第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟的指導(dǎo)下，由極智半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)與中國(guó)電子科技集團(tuán)第四十八研究所等單位聯(lián)合組織。期間，在“碳化硅關(guān)鍵裝備、工藝及配套材料技術(shù)”分論壇上，中南大學(xué)孫國(guó)遼博士分享了高性能功率器件封裝互連方法研究的最新進(jìn)展。

功率芯片的封裝承擔(dān)電氣連接、機(jī)械連接、電路保護(hù)的功能，決定了其電路連接方式、散熱以及可靠性等問(wèn)題，囿于傳統(tǒng)封裝材料與結(jié)構(gòu)，芯片性能難以得到充分發(fā)揮，新型互連技術(shù)成為解決當(dāng)前問(wèn)題的關(guān)鍵。

報(bào)告指出，中南大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)IGBT、SiC MOSFET、GaN HEMT等功率器件，通過(guò)熱力耦合有限元分析、寄生參數(shù)建模分析等手段，從結(jié)構(gòu)和材料方面探討器件封裝性能及可靠性優(yōu)化問(wèn)題。

在鍵合線互連方面，通過(guò)自主搭建的機(jī)械疲勞實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究鋁鍵合線在低頻機(jī)械循環(huán)載荷下的失效機(jī)理，闡明疲勞失效壽命與振幅、頻率、線弧跨度、線弧高度之間的相關(guān)性并給出性能優(yōu)化方案。

在無(wú)引線互連方法方面，形成了球柵陣列式、倒裝凸塊式雙面散熱IGBT模塊、銅夾式SiC MOSFET模塊以及陶瓷基板嵌入式的GaN HEMT半橋模塊封裝方法，完成了相關(guān)互聯(lián)方法的建模仿真、電熱性能表征，在功率器件可靠性、封裝結(jié)構(gòu)布局、低感互聯(lián)和低熱阻等技術(shù)上取得了一定進(jìn)展。