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功率器件封装纳米浆料材料与低温烧结工艺及机理研究进展
1
作者 王一平 于铭涵 +3 位作者 王润泽 佟子睿 冯佳运 田艳红 《电子与封装》 2025年第3期60-77,共18页
随着电力电子器件材料的发展,第三代宽禁带半导体(如SiC和GaN)因其优越的性能而成为功率器件的理想材料。然而,面对大功率和高温应用的挑战,传统的锡基封装材料已经难以满足需求,为此,研究者们开始关注可以低温烧结、高温服役的纳米烧... 随着电力电子器件材料的发展,第三代宽禁带半导体(如SiC和GaN)因其优越的性能而成为功率器件的理想材料。然而,面对大功率和高温应用的挑战,传统的锡基封装材料已经难以满足需求,为此,研究者们开始关注可以低温烧结、高温服役的纳米烧结浆料。这些微米、纳米级的铜、银等浆料可以在远低于金属熔点的温度下烧结成具备高熔点、高导热、高性能的焊点结构。从烧结材料、烧结工艺、烧结机理3个方面讨论了近年来用于功率器件封装的烧结浆料的研究进展,具体包括纳米银、纳米铜、铜银复合和其他纳米级烧结材料,以及它们适配的热压烧结、无压烧结、薄膜烧结等工艺,为烧结浆料的进一步发展提供参考。 展开更多
关键词 纳米浆料 烧结 功率器件 电子封装技术 烧结纳米铜
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汽车用功率器件及模块的可靠性试验方法研究
2
作者 侯旎璐 余江川 +1 位作者 汪洋 杨永兴 《电子产品可靠性与环境试验》 2025年第1期102-108,共7页
功率器件及模块是电力电子组件和系统中重要的组成部分,也是汽车动力驱动的核心部件,并且直接影响着汽车的安全性与可靠性。首先,对半导体功率器件及模块的功能和结构进行了介绍;其次,对车用相关器件及模块的可靠性试验标准进行了讨论,... 功率器件及模块是电力电子组件和系统中重要的组成部分,也是汽车动力驱动的核心部件,并且直接影响着汽车的安全性与可靠性。首先,对半导体功率器件及模块的功能和结构进行了介绍;其次,对车用相关器件及模块的可靠性试验标准进行了讨论,研究比较了所用的试验方法;然后,以绝缘栅双极晶体管器件和模块为例强调了不同试验方法关注的关键参数指标和可靠性试验项目;最后,结合实际可靠性验证中发现的重点项目和薄弱环节进行了说明,并对几种不同的标准和指南的应用进行了讨论和总结。 展开更多
关键词 功率器件 绝缘栅双极晶体管模块 可靠性试验 加速寿命试验 标准
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功率器件芯片自发热对水汽入侵的抑制作用
3
作者 吴天华 王延浩 +3 位作者 邓二平 王作艺 周国华 黄永章 《半导体技术》 CAS 北大核心 2025年第1期77-85,共9页
为探究高温高湿环境中功率器件芯片自发热现象对水汽入侵的抑制作用机理及其对功率器件静态参数和封装可靠性的影响,将器件分成三组进行功率循环测试对比实验。第一组器件直接进行功率循环测试;第二组器件在60℃/85%RH环境储存1000 h再... 为探究高温高湿环境中功率器件芯片自发热现象对水汽入侵的抑制作用机理及其对功率器件静态参数和封装可靠性的影响,将器件分成三组进行功率循环测试对比实验。第一组器件直接进行功率循环测试;第二组器件在60℃/85%RH环境储存1000 h再进行功率循环测试;第三组器件在60℃/85%RH环境储存1000 h期间导通电流,令芯片自发热模拟实际工况(芯片结温为120℃),然后进行功率循环测试。实验结果显示,水汽入侵会使功率器件的静态参数发生漂移,缩短器件功率循环寿命。器件功率循环寿命缩短的原因是水汽入侵腐蚀了器件键合线,影响了键合线可靠性。功率器件芯片自发热可以抑制水汽入侵,减小由水汽入侵导致的静态参数漂移及其对器件键合线的腐蚀作用。 展开更多
关键词 高温高湿 功率器件 静态参数 功率循环 封装可靠性 键合线
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功率器件开路故障下电压型逆变器的性能分析与仿真
4
作者 严风 梁睿智 +3 位作者 杨智 杨喆 刘伟 郝家伟 《新潮电子》 2025年第2期118-120,共3页
文章对电压型逆变器功率器件的开路故障特性进行了深入分析和仿真研究。首先,阐述了逆变器工作原理及开路故障对输出的影响。随后,在Simulink中构建逆变器仿真模型,模拟了正常及多种开路故障情况,观察并记录逆变器输出电流波形变化。仿... 文章对电压型逆变器功率器件的开路故障特性进行了深入分析和仿真研究。首先,阐述了逆变器工作原理及开路故障对输出的影响。随后,在Simulink中构建逆变器仿真模型,模拟了正常及多种开路故障情况,观察并记录逆变器输出电流波形变化。仿真揭示了不同故障对三相电流波形的显著影响,为快速诊断故障类型提供了依据。最后,探讨了通过电流波形确定故障类型与位置的方法,对提升逆变器可靠性具有重要意义。 展开更多
关键词 电压逆变器 功率器件故障 SIMULINK
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汽车用智能功率器件短路可靠性试验方法研究
5
作者 庞壹夫 殷梦迪 《中国标准化》 2025年第5期188-193,共6页
基于汽车智能化和电子电气架构的发展趋势,分析了使用半导体器件替代传统保险丝、继电器的汽车智能配电方案,并围绕AEC-Q100-012-REV-2006测试标准对汽车用智能功率器件短路可靠性方法进行了深入研究。
关键词 汽车配电方案 智能功率器件 短路可靠性
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大功率器件基板散热技术研究进展
6
作者 兰梦伟 姬峰 +6 位作者 王成伟 孙浩洋 杜建宇 徐晋宏 王晶 张鹏哲 王明伟 《电子与封装》 2025年第3期108-122,共15页
电子器件正朝着高性能和小型化方向发展,频率、功率和集成度不断提高,其内部大功率芯片产生的热量急剧增加,不仅影响器件工作效率和稳定性,还直接关系到整个系统的安全性和可靠性。大功率器件产生的热量主要依靠封装基板提供耗散通道,... 电子器件正朝着高性能和小型化方向发展,频率、功率和集成度不断提高,其内部大功率芯片产生的热量急剧增加,不仅影响器件工作效率和稳定性,还直接关系到整个系统的安全性和可靠性。大功率器件产生的热量主要依靠封装基板提供耗散通道,因此研究基板散热技术尤为重要。详细介绍了金属基板、陶瓷基板、复合材料基板等常规基板散热技术和微流道散热技术、相变散热技术、热电散热技术等新型基板散热技术的研究现状。其中,歧管微流道金刚石基板以及多种散热方式协同应用基板具备优异的冷却性能,有望大幅提高电子器件的功率和寿命。通过分析各种基板散热技术,期望为相关领域的研究和应用提供有价值的参考。 展开更多
关键词 大功率器件 基板散热 冷却性能
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国产替代加速进行中,长晶科技成中国半导体功率器件的领跑者
7
《变频器世界》 2025年第1期70-70,共1页
在全球半导体产业风起云涌的今天,中国半导体企业正以前所未有的速度崛起,其中,江苏长晶科技股份有限公司(以下简称“长晶科技”)凭借其卓越的技术创新能力和市场战略眼光,已成为中国半导体功率器件领域的领跑者。随着国产替代进程的加... 在全球半导体产业风起云涌的今天,中国半导体企业正以前所未有的速度崛起,其中,江苏长晶科技股份有限公司(以下简称“长晶科技”)凭借其卓越的技术创新能力和市场战略眼光,已成为中国半导体功率器件领域的领跑者。随着国产替代进程的加速推进,长晶科技也引领着中国功率半导体产业迈向新的高度。 展开更多
关键词 半导体企业 技术创新能力 半导体产业 功率半导体 半导体功率器件 领跑者 加速推进 战略眼光
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超宽禁带氧化镓功率器件新结构及其电热特性研究进展
8
作者 魏雨夕 马昕宇 +2 位作者 江泽俊 魏杰 罗小蓉 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第2期263-275,共13页
氧化镓(β-Ga_(2)O_(3))具有超宽禁带(E_(g)=4.5~4.9 eV)和高临界击穿场强(E_(br)=8 MV/cm),器件的Baliga优值理论上可达SiC和GaN基器件的4倍和10倍。然而,氧化镓功率器件的耐压仍远低于理论值,且大功率器件及其热稳定性的研究较少;材... 氧化镓(β-Ga_(2)O_(3))具有超宽禁带(E_(g)=4.5~4.9 eV)和高临界击穿场强(E_(br)=8 MV/cm),器件的Baliga优值理论上可达SiC和GaN基器件的4倍和10倍。然而,氧化镓功率器件的耐压仍远低于理论值,且大功率器件及其热稳定性的研究较少;材料热导率低和缺陷多也导致器件发生电学特性漂移、性能加速退化等可靠性问题。本文首先介绍本团队在氧化镓功率器件新结构方面的研究进展,对研制的样品进行测试分析并研究其电热特性;然后开展了氧化镓金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和异质结场效应晶体管(HJFET)的电热可靠性研究,本团队提出电离陷阱模型和界面偶极子电离模型解释其性能退化机制,此外,提出了一种新的可靠性加固技术,以提高β-Ga_(2)O_(3)HJFET的电热可靠性。结果表明,氧化镓功率器件在高压、低功耗和高可靠性应用方面具有很大潜力。这些研究为氧化镓功率器件设计和优化提供新的思路,有力助推氧化镓功率器件实用化进程。 展开更多
关键词 氧化镓 功率半导体器件 二极管 场效应晶体管 电热特性 可靠性
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高压大功率器件应用特性测评现状与挑战 被引量：1
9
作者 何湘宁 罗皓泽 +3 位作者 朱安康 高洪艺 海栋 李武华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期7334-7348,I0019,共16页
高压大功率器件目前已广泛应用于各类大容量电力换流和控制装备中,在运行过程中面临复杂的电-磁-热-机应力,具有功率密度大、工况态势复杂的特点,开展高压大功率器件的特性测试有利于准确评估功率器件的可靠性,并指导变流器的优化设计... 高压大功率器件目前已广泛应用于各类大容量电力换流和控制装备中,在运行过程中面临复杂的电-磁-热-机应力,具有功率密度大、工况态势复杂的特点,开展高压大功率器件的特性测试有利于准确评估功率器件的可靠性,并指导变流器的优化设计。该文紧密围绕基于双脉冲的准在线测试方法,系统综述准在线测试在结温提取、老化表征、运行轨迹刻画、电磁云图分布等方面的应用情况和发展现状,梳理不同特性表征方法的优缺点及适用性,并进一步探讨在线运行工况下功率器件的实时状态监测和寿命评估方法。同时,面向第三代碳化硅半导体器件,深入讨论基于宽禁带材料电致发光原理的测评新方法,为后续高压大功率器件的可靠性评估提供指导和参考。 展开更多
关键词 大功率器件 准在线测试 应用特性 可靠性分析
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集成电路和功率器件抗辐射工艺加固技术研究综述
10
作者 李博 王磊 +3 位作者 刘凡宇 陈思远 陆江 舒磊 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期512-526,共15页
随着我国空间装备的高速发展,尤其是深空探测器,微电子器件抗辐射性能得到广泛关注。抗辐射工艺加固是实现器件抗辐射性能提升的重要途径之一。本文围绕空间总剂量效应和单粒子效应,对近年来集成电路和功率器件辐射效应机理和工艺加固... 随着我国空间装备的高速发展,尤其是深空探测器,微电子器件抗辐射性能得到广泛关注。抗辐射工艺加固是实现器件抗辐射性能提升的重要途径之一。本文围绕空间总剂量效应和单粒子效应,对近年来集成电路和功率器件辐射效应机理和工艺加固技术的研究进展进行了介绍和总结,为抗辐射工艺加固技术的发展与应用提供了有益参考。 展开更多
关键词 工艺加固 总剂量效应 单粒子效应 集成电路 功率器件
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基于PXI标准的功率器件总剂量效应测试系统研制
11
作者 袁国军 李兴隆 +4 位作者 肖思敏 张莉 黄晓鹏 吴建华 刘阳 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第3期415-419,共5页
设计了一款针对功率器件的总剂量效应测试系统。该系统基于外围组件互连(PXI)扩展主机系统,设计了测试板卡,并通过设计不同工艺的半导体功率器件测试工装,实现功率器件的批量自动化测试。结果表明,氮化镓工艺的功率器件的耐总剂量效应... 设计了一款针对功率器件的总剂量效应测试系统。该系统基于外围组件互连(PXI)扩展主机系统,设计了测试板卡,并通过设计不同工艺的半导体功率器件测试工装,实现功率器件的批量自动化测试。结果表明,氮化镓工艺的功率器件的耐总剂量效应优于硅和碳化硅工艺的功率器件的。 展开更多
关键词 功率器件 PXI 总剂量效应
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牵引变流器功率器件结温在线监测方法综述
12
作者 葛兴来 许智亮 冯晓云 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期57-72,共16页
功率器件结温在线监测对牵引变流器安全可靠运行至关重要,准确的结温监测是牵引变流器失效分析、运行状态监测、健康管理和剩余服役寿命预测的基础。因此,面向功率器件结温在线监测开展了大量研究。在此基础上,概述了以热网络模型法和... 功率器件结温在线监测对牵引变流器安全可靠运行至关重要,准确的结温监测是牵引变流器失效分析、运行状态监测、健康管理和剩余服役寿命预测的基础。因此,面向功率器件结温在线监测开展了大量研究。在此基础上,概述了以热网络模型法和温敏参数法为主的功率器件结温在线监测方法,以此为分类基准梳理了现有功率器件的结温监测方法并讨论了在牵引变流器中在线实现的可能,详细介绍了功率器件结温监测方法针对在线应用及客观因素干扰的发展与改进。最后,总结并对比了现有功率器件结温在线监测方法的演变、联系与差异,在分析现有结温监测方法面临挑战的基础上,展望功率器件结温在线监测在人工智能技术辅助下的前景。 展开更多
关键词 功率器件 结温在线监测 热网络模型 温敏参数
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半导体功率器件IGBT故障失效损坏机理
13
作者 韩康博 《中国科技信息》 2025年第6期75-77,共3页
IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是由BJT(双极结型晶体三极管)和MOSFET(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件,其具有自关断的特征。功率模块是实现绿色能源转换的重要部件,IGBT是一种综合性能优异的全控型电力电子器... IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是由BJT(双极结型晶体三极管)和MOSFET(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件,其具有自关断的特征。功率模块是实现绿色能源转换的重要部件,IGBT是一种综合性能优异的全控型电力电子器件,IGBT融合了BJT和MOSFET的两种器件的优点,既具有MOS管的易于驱动、控制简单、开关频率高的优点,还兼备了功率晶体管导通电压低、通态电流大和损耗小的优点,是电力电子器件中的主流产品,已广泛应用于工业、航空航天、国防军工等传统产业领域,以及轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域,在市场应用中占主导地位。但IGBT作为使用频率最高的电源转换芯片,出现故障的频率也一直很高。本文就IGBT故障失效损坏的机理进行分析研究。 展开更多
关键词 功率半导体器件 功率晶体管 场效应管 电力电子器件 电源转换 通态电流 功率模块 BJT
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5G基站用740MHz~960MHz 705W GaN功率器件的研制
14
作者 闫锐 默江辉 +3 位作者 王川宝 付兴中 张力江 崔玉兴 《通讯世界》 2024年第6期28-30,共3页
为了提升740MHz~960MHz 705W GaN功率器件的输出功率和抗失配能力,对GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)和GaN功率器件进行设计,采用双场板技术和背面通孔技术解决器件击穿电压低和抗负载失配能力差的问题。同时,基于预匹配技术和金属陶瓷封... 为了提升740MHz~960MHz 705W GaN功率器件的输出功率和抗失配能力,对GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)和GaN功率器件进行设计,采用双场板技术和背面通孔技术解决器件击穿电压低和抗负载失配能力差的问题。同时,基于预匹配技术和金属陶瓷封装技术,成功研制出Dohert结构的GaN功率器件。对设计出的GaN功率器件进行测试,在工作电压为48V、工作频段为740MHz~960MHz的条件下,实现输出功率达到708W,带内功率附加效率最高达77.8%,功率增益大于16.5dB,抗失配能力达到5:1的性能指标。 展开更多
关键词 GaN HEMT 功率器件 场板
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功率器件封装用Cu-Sn全IMC接头制备及其可靠性研究进展 被引量：2
15
作者 胡虎安 贾强 +3 位作者 王乙舒 籍晓亮 邹贵生 郭福 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期62-71,共10页
随着功率半导体器件的服役环境越来越恶劣,以碳化硅(SiC)为代表的第三代半导体凭借其优异的高温性能成为行业应用主流。但目前尚缺乏与之相匹配的低成本、耐高温的互连材料,成为了制约行业发展的瓶颈。Cu-Sn全金属间化合物(IMC)因其成... 随着功率半导体器件的服役环境越来越恶劣,以碳化硅(SiC)为代表的第三代半导体凭借其优异的高温性能成为行业应用主流。但目前尚缺乏与之相匹配的低成本、耐高温的互连材料,成为了制约行业发展的瓶颈。Cu-Sn全金属间化合物(IMC)因其成本低、导电性好且满足低温连接、高温服役的特点被认为是理想的SiC芯片互连材料之一。针对功率半导体器件封装,对国内外近年来Cu-Sn全IMC接头的制备方法和可靠性进行了分析和综述,并讨论了目前亟待解决的问题和未来的发展趋势。 展开更多
关键词 功率器件封装 全金属间化合物 制备工艺 可靠性
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车规级功率器件的封装关键技术及封装可靠性研究进展 被引量：2
16
作者 武晓彤 邓二平 +3 位作者 吴立信 刘鹏 杨少华 丁立健 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第8期689-701,共13页
半导体技术的进步推动了车规级功率器件封装技术的不断发展和完善,然而车规级功率器件应用工况十分复杂,面临高度多样化的热循环挑战,对其可靠性提出了更高的要求。因此,在设计、制造和验证阶段都必须执行更为严格的高功能安全标准。综... 半导体技术的进步推动了车规级功率器件封装技术的不断发展和完善,然而车规级功率器件应用工况十分复杂,面临高度多样化的热循环挑战,对其可靠性提出了更高的要求。因此,在设计、制造和验证阶段都必须执行更为严格的高功能安全标准。综述了车规级功率器件的封装关键技术和封装可靠性研究进展,通过系统地归纳适应市场发展需求的车规级功率器件封装结构,总结了封装设计关键技术和先进手段,同时概述了封装可靠性研究面临的挑战。深入探讨了车规级功率器件封装设计和封装可靠性的重要问题,在此基础上,借鉴总结已有的研究成果,提出了可行的解决方案。 展开更多
关键词 车规级功率器件 封装关键技术 封装结构 封装可靠性 第三代半导体器件
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基于开通集射极电压下降平台的功率器件结温监测方法 被引量：1
17
作者 王惠民 许智亮 +2 位作者 丁菊霞 葛兴来 王轶 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第15期4682-4696,共15页
准确的结温监测对功率器件可靠性评估和健康管理至关重要,因此在牵引变流器中广受欢迎。然而,传统的结温监测方法易受到负载电流变化的影响,导致监测精度不高,难以达到牵引变流器的可靠性需求。对此,该文提出一种基于开通集射极电压下... 准确的结温监测对功率器件可靠性评估和健康管理至关重要,因此在牵引变流器中广受欢迎。然而,传统的结温监测方法易受到负载电流变化的影响,导致监测精度不高,难以达到牵引变流器的可靠性需求。对此,该文提出一种基于开通集射极电压下降平台的功率器件结温监测方法,首先,基于功率器件的等效电路模型,对功率器件开通瞬态进行详细分析。在此基础上,对器件结温与开通集射极电压下降平台的关系进行探究,并提出一种基于杂散电感两端最大电压的开通集射极电压下降平台定位方法。进一步地,利用双脉冲实验对所研究结温监测方法的适用性进行分析验证;最后,搭建单相脉冲整流器实验平台,对所研究结温监测方法的可行性进行实验验证,该方法能够有效降低负载电流变化的影响且具有较高的灵敏度。 展开更多
关键词 结温监测 开通集射极电压下降平台 功率器件 可靠性评估
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面向空间应用的GaN功率器件及其辐射效应
18
作者 毕津顺 沈立志 +3 位作者 梅博 曹爽 孙毅 于庆奎 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期149-159,共11页
研究氮化镓(GaN)功率器件及其辐射效应对于解决空间应用需求、促进新一代航天器建设具有重大意义。介绍了GaN功率器件的主要结构及工作原理,综述了近年来国内外在GaN功率器件的总剂量效应和单粒子效应两方面的研究进展,并对辐射效应在Ga... 研究氮化镓(GaN)功率器件及其辐射效应对于解决空间应用需求、促进新一代航天器建设具有重大意义。介绍了GaN功率器件的主要结构及工作原理,综述了近年来国内外在GaN功率器件的总剂量效应和单粒子效应两方面的研究进展,并对辐射效应在GaN功率器件中造成的退化和损伤机制进行分析与讨论。研究结果显示:GaN功率器件具有较强的抗总剂量能力,但是抗单粒子能力较弱,易发生漏电和单粒子烧毁,且烧毁点多发生在栅极边缘的漏侧。对GaN功率器件辐照损伤机理的研究缺乏权威理论,有待进一步探索,为其空间应用提供理论支撑。目前,平面结构的GaN功率器件是主流的技术方案,单片集成及高频小型化是GaN功率器件未来发展的方向。 展开更多
关键词 GaN功率器件 总剂量效应 单粒子效应 空间应用
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功率器件封装结构热设计综述 被引量：6
19
作者 王磊 魏晓光 +3 位作者 唐新灵 林仲康 赵志斌 李学宝 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期2748-2773,I0020,共27页
半导体技术的进步使得芯片的尺寸得以不断缩小,倒逼着封装技术的发展和进步,也由此产生了各种各样的封装形式。当前功率器件的设计和发展具有低电感、高散热和高绝缘能力的属性特征,器件封装上呈现出模块化、多功能化和体积紧凑化的发... 半导体技术的进步使得芯片的尺寸得以不断缩小,倒逼着封装技术的发展和进步,也由此产生了各种各样的封装形式。当前功率器件的设计和发展具有低电感、高散热和高绝缘能力的属性特征,器件封装上呈现出模块化、多功能化和体积紧凑化的发展趋势。为实现封装器件低电感设计,器件封装结构更加紧凑,而芯片电压等级和封装模块的功率密度持续提高,给封装绝缘和器件散热带来挑战。在有限的封装空间内,如何把芯片的耗散热及时高效地释放到外界环境中以降低芯片结温及器件内部各封装材料的工作温度,已成为当前功率器件封装设计阶段需要考虑的重要问题之一。该文聚焦于功率器件封装结构的散热方面,针对功率半导体器件在散热路径方面的结构设计进行归纳总结。通过对国内外功率器件封装结构设计的综述,梳理功率器件封装结构设计过程中在散热方面的考虑及封装散热特点,并根据功率器件散热特点对功率器件封装结构类型进行分类。最后,基于降低封装结构散热热阻、提高器件散热能力的目的,从高导热封装材料和连接工艺、芯片面接触连接、增加散热路径以及缩短散热路程4个方面对功率器件封装结构设计在散热方面未来的发展趋势进行展望。 展开更多
关键词 功率器件 封装结构 散热路径
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功率器件结温主动控制及优化策略 被引量：3
20
作者 胡震 崔曼 +1 位作者 吴晓华 施涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期5732-5741,共10页
功率器件因结温波动产生的热-机械应力是其疲劳失效的主要原因,开展结温控制是提升器件可靠性、实现功率变换系统安全运行的重要保障。该文提出一种基于有限时间有界理论的功率器件结温主动控制策略,实现器件结温波动较为精确的控制,降... 功率器件因结温波动产生的热-机械应力是其疲劳失效的主要原因,开展结温控制是提升器件可靠性、实现功率变换系统安全运行的重要保障。该文提出一种基于有限时间有界理论的功率器件结温主动控制策略,实现器件结温波动较为精确的控制,降低功率器件在运行过程中的结温波动幅值,减小因结温波动产生的热应力对器件材料的冲击,延缓器件的疲劳老化程度。首先,基于Foster热网络模型建立功率器件结温波动的状态-空间模型,基于有限元分析方法完成模型参数的辨识,实现器件结温状态的实时估计;其次,基于有限时间有界理论完成结温管理反馈控制器的设计,考虑不同工况下器件结温需求,以器件开关频率的调整为例完成器件结温波动的管理,降低结温波动对器件的热冲击作用;最后,仿真和实验结果表明,状态-空间模型估算器件结温的误差约为2%,结温控制结果与设定值差距约1.7%,说明了该文方法在结温估算和管理方面的精度较高。 展开更多
关键词 功率器件 结温控制 可靠性 热管理
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