芯片与底座之间的热匹配
封装键合的热设计主要通过合理选择封装、键合和烧结材料.尽里降低材料的热阻以及材料之间的热不匹配性,防止出现过大的热应力。
对于功率晶休管,为了减小硅芯片与钢底座之间热膨胀系数的差别.通常在铜底座上加烧一层厚约0.4 om的相片或柯伐合金片作为过渡层。翎或柯伐合金材料的热膨胀系教与硅更为接近,但钥和柯伐合金片的热导率比铜低.过渡层的加人会使管座的热阻增大。
在芯片需要与底座电绝缘时,可在芯片与钢底座之间加一层导热的电绝缘材料.如氧化被陶瓷或氧化铝陶瓷。氧化被的热导率略高于氧化铝,而且其热膨胀系数可与硅很好地匹配,但氧化被加工时呈现一定的毒性.成本也较高.在功率不很大时,建议采用导热性略差但无毒性且工艺较成熟的氧化铝陶瓷。(玻璃钢酸雾净化塔)
在功率晶体管芯片背面采用多层金属化,即可实现良好的欧姆接触.又可有效降低芯片与底座之间热膨胀系数不同造成的影响。通常是根据芯片结构和材料的不同,选用Au一Sb.AI-Ti一Au,C卜cu一Au或Ni一Au合金片将芯片烧结在铜底座上。
对于功率晶休管,为了减小硅芯片与钢底座之间热膨胀系数的差别.通常在铜底座上加烧一层厚约0.4 om的相片或柯伐合金片作为过渡层。翎或柯伐合金材料的热膨胀系教与硅更为接近,但钥和柯伐合金片的热导率比铜低.过渡层的加人会使管座的热阻增大。
在芯片需要与底座电绝缘时,可在芯片与钢底座之间加一层导热的电绝缘材料.如氧化被陶瓷或氧化铝陶瓷。氧化被的热导率略高于氧化铝,而且其热膨胀系数可与硅很好地匹配,但氧化被加工时呈现一定的毒性.成本也较高.在功率不很大时,建议采用导热性略差但无毒性且工艺较成熟的氧化铝陶瓷。(玻璃钢酸雾净化塔)
在功率晶体管芯片背面采用多层金属化,即可实现良好的欧姆接触.又可有效降低芯片与底座之间热膨胀系数不同造成的影响。通常是根据芯片结构和材料的不同,选用Au一Sb.AI-Ti一Au,C卜cu一Au或Ni一Au合金片将芯片烧结在铜底座上。