电子封装用高导热AlN陶瓷基板研究进展

高导热AlN陶瓷是新型功率电子器件重要的基板材料,在5G通讯、微波TR组件、IGBT模块等高端电子器件领域具有广泛的应用。综述了国内外电子封装用高导热AlN陶瓷基板及其制备技术的研究进展。探讨了晶格氧、非晶层、AlN晶粒尺寸、晶界相及气孔等微结构因素对AlN陶瓷热导率的影响。提出选用高纯超细AlN粉体原料,合理选取烧结助剂的类型与添加量,优化排胶、高温烧结与热处理工艺是改善AlN陶瓷结构,实现AlN陶瓷热导率提升的有效途径。

瓦片式TR组件用AlN陶瓷基板制造工艺研究

AlN(氮化铝)多层基板技术可实现瓦片式TR组件的高可靠和高密度集成。针对瓦片式TR组件对高导热、高布线密度需求,研究了高温共烧多层AlN基板制造的关键工艺,主要包括高精度层叠工艺、烧结工艺、表面镀覆工艺等。通过优化工艺参数,制作了微波传输线测试用AlN基板样件和瓦片式TR组件用AlN基板。对样件的电性能和物理性能进行测试,满足瓦片式TR组件使用要求。

IGBT模块中不同金属化方法覆铜氮化铝陶瓷基板的可靠性研究

针对氮化铝陶瓷基板的IGBT应用展开分析,着重对不同金属化方法制备的覆铜AlN基板进行可靠性进行研究。通过对比厚膜法、薄膜法、直接覆铜法和活性金属钎焊法金属化AlN基板的剥离强度、热循环、功率循环,分析结果可知,活性金属钎焊法制备的AlN覆铜基板优于其他工艺基板,剥离强度25 MPa,(-40~150)℃热循环达到1500次,能耐1200 A/3.3 kV功率循环测试7万次,满足IGBT模块对陶瓷基板可靠性需求。

一种基于顶部热沉的混合集成电源结构设计

介绍了一种基于顶部热沉的混合集成电源结构设计,该电源结构的载体为ALN陶瓷基板,内部采用多层布线结构,功率芯片植球后倒扣焊到陶瓷基板的焊盘上,无源器件采用高温焊料焊接在陶瓷基板焊盘上,顶部的热沉通过有机胶与陶瓷基板的边缘粘接,热沉和芯片背面、电感顶部之间采用导热胶填充,以提高芯片和电感的散热效果。该结构在抗辐射负载点电源中应用,验证了该方案的可行性。