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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 ESD157

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