智能电网用压接式绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块主要通过压力接触来实现热耗散,而这种封装散热方式存在界面接触不佳、散热性能差等缺点,导致同等通流能力下芯片的结温偏高,电性能下降,甚至影响其长期可靠性。为了克服这些问题,提出了采用纳米银焊膏作为芯片连接材料替代压力接触与芯片形成电触点的方式,研发了一款针对智能电网的采用纳米银焊膏的烧结式IGBT模块;并表征了烧结式IGBT模块的整体热阻、静态电性能及芯片剪切强度,完成了与商用同等级压接式IGBT模块的性能比对。实验结果显示:烧结式IGBT模块的热阻比压接式IGBT模块下降了15.8%;2种模块的静态电性能的测试结果基本一致,进一步验证了烧结式IGBT模块的封装可行性;对于大面积IGBT芯片(尺寸为13.5 mm×13.5 mm),其连接芯片烧结银接头的剪切强度约为20 MPa,接头质量较高。以上结果说明采用纳米银焊膏封装高压IGBT模块,不仅可以显著降低压接IGBT模块的热阻,同时仍能获得良好的静态电性能。因此,由于其在高压大电流电能运输过程中较高的转换效率及功率密度,烧结式IGBT模块有望应用于智能电网。 梅云辉，冯晶晶，王晓敏，模块及其性能表征-电动液压滚圆机滚弧机张家港钢管滚弧机折弯机等：采用纳米银焊膏烧结互连技术的中高压IGBT模块及其性能表征3309随后将贴片好试样放置在加热台进行保温干燥（以5℃/min的升温速度慢速从室温升至180℃，并在180℃温度下保温10min时间）本文由公司网站全自动滚圆机网站采集转载中国知网整理!    http://www.gunyuanji168.com/；干燥完成后，将干燥后试样移至热压机中进行加压烧结（温度为260℃，保温时间为15min，辅助压力为1MPa），最终制成芯片烧结连接试样。重复上述过程，完成8个IGBT和8个续流二极管的芯片烧结连接试样。筛选出4个IGBT和2个二极管烧结连接试样，进行3300V/200A烧结式IGBT模块的组装，组装过程如图3所示：第1步，依次将图3中的银垫片②、上钼基板③和芯片烧结连接试样④装入塑料框架①中，完成单芯片子模组的安装；第2步，将6个子模组分别安装到相应的凸台上；第3步，完成封装壳体与子模组的组装[15]。1.3实验方法热阻是表征器件散热能力的一个重要参数[16]，因此可以通过对比2种模块的热阻来表征纳米银焊膏的散热能力。本文采用的是电学法测热阻，主要基于小测试电流范围内IGBT的结温与集电极发射极间电压UCE之间良好的线性关系，热阻计算式可表示为[17-18]KPURCEth(1)式中：Rth为稳态热阻；ΔUCE为集电极–发射极间电压的变化值；K为温度校准系数；P为加热功率。因此只需要获得K、ΔUCE和P这3个参数值，就可以计算出Rth。本实验采用的热阻设备是AnalysisTech公司的phase11半导体热阻分析仪，如图4所示。该测试系统主要包括K系数测量装置、数据采集和处理系统、功率放大器及测试夹具。热阻测量时，首先利用油浴法测量待测功率器件的K系数[12]，然后通过热阻分析仪记录冷却过程中的UCE，从而计算获得模块的整体稳态热阻值。具体测量步骤如下：1）利用Nuova?模块及其性能表征-电动液压滚圆机滚弧机张家港钢管滚弧机折弯机本文由公司网站全自动滚圆机网站采集转载中国知网整理!    http://www.gunyuanji168.com/