第1章 功率模块概述 1
参考文献 4
第2章 功率模块材料选择要点 5
参考文献 6
第3章 材料 7
3.1 绝缘衬底和金属化 7
3.1.1 衬底材料的选择标准 7
3.1.2 绝缘衬底列表 8
3.1.3 绝缘衬底材料的选择 14
3.1.4 绝缘衬底表面金属化 19
3.1.5 金属化的种类 19
3.1.6 供货商 25
参考文献 28
3.2 底板 29
3.2.1 选择标准 29
3.2.2 底板材料 30
3.2.3 可用底板材料概述 30
3.2.4 产品成本 36
3.2.5 适用的底板／衬底材料表 36
参考文献 37
3.3 连接材料 37
3.3.1 压接式互连 37
3.3.2 连接材料互连详述 38
3.3.3 焊料的选择标准 39
3.3.4 无铅焊料 50
3.3.5 焊锡膏的组成 53
3.3.6 生产、工艺和设备条件 53
参考文献 55
3.4 功率互连与功率端子 55
3.4.1 功率端子 56
参考文献 60
3.5 灌封材料 60
3.5.1 选择标准 60
3.5.2 选择方法 61
3.5.3 灌封材料简述 61
3.5.4 制造方案 65
3.5.5 供货商 66
3.5.6 供应商产品特点 66
参考文献 72
3.6 塑料管壳和端盖 72
参考文献 78
3.7 功率半导体芯片 78
3.7.1 IGBT芯片 78
3.7.2 FRED芯片 85
参考文献 87
第4章 IGBT功率模块制造 88
4.1 制造工艺 88
4.1.1 IGBT芯片的分类与归组 90
4.1.2 材料清洗 92
4.1.3 焊接互连 102
4.1.4 功率端子互连 114
4.1.5 电气和热学测试 122
参考文献 136
4.2 工艺控制与可靠性 137
4.2.1 工艺控制 137
4.2.2 测试设备 138
4.2.3 过程检测 139
4.2.4 长期可靠性 147
参考文献 155
4.3 制造设备与耗材 156
4.3.1 ESD 157
4.3.2 去离子水 159
4.3.3 焊接工艺气氛 159
4.3.4 化学试剂 159
4.3.5 电力供应 159
4.3.6 相对湿度 159
4.3.7 气流和压差 159
4.3.8 环境颗粒物含量 159
4.3.9 贮存柜 160
4.3.10 洁净间及配套设施 160
4.3.11 安全标准 160
4.3.12 环境要求 161
参考文献 162
4.4 生产工艺流程图 162
4.4.1 标准生产工艺 162
4.4.2 其他生产工艺 172
第5章 功率模块设计 173
5.1 热管理设计 175
5.1.1 模块的叠层结构设计 175
5.1.2 热导率分析 176
5.1.3 热应力分析 177
参考文献 179
5.2 电路分区 180
5.2.1 芯片和绝缘衬底间的热应力 180
5.2.2 绝缘衬底尺寸分析 182
5.2.3 IGBT芯片并联技术 183
5.2.4 成本核算 183
参考文献 184
5.3 模块整体设计指南与规范 184
5.3.1 陶瓷材料用作绝缘衬底的设计 184
5.3.2 陶瓷材料用作绝缘衬底的金属化图案布局 185
5.3.3 金属底板设计 190
5.3.4 功率端子／快接导片／互连桥设计 191
5.3.5 塑料管壳和端盖设计 194
5.3.6 焊片设计 197
参考文献 197
5.4 实例 197
5.4.1 生产成本估算 197
5.4.2 备选方案的理论值比较 198
5.4.3 模块试制的散热性能 198
参考文献 218
附录 219
附录A 功率模块中的功率MOSFET、晶闸管和二极管 219
附录B 条形码和二维码 221