SiC功率器件的封装技术
【设置字体：大中小】时间：2009年04月19日
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具有成本效益的大功率高温器件是应用于微的基本元件。SiC是宽带隙半导体，与Si相比，它在应用中具有诸多优势。由于具有较宽的带隙，SiC器件的工作温度可高达600℃，而Si器件的最高工作温度局限在175℃。SiC器件的高温工作能力降低了对系统热预算的要求。此外，SiC器件还具有较高的热导率、高击穿电场强度、高饱和漂移速率、高热稳定性和化学惰性，其击穿电场强度比同类Si器件要高。
传统的功率半导体封装技术是采用铅或无铅合金把器件的一个端面贴合在热沉衬底上，另外的端面与10-20mil铝线楔或金线键合在一起。这种方法在大功率、高温工作条件下缺乏可靠性，而且不具备足够的坚固性。当前对大功率、高温器件封装技术的大量需求引起了对这一领域的研发热潮。
SiC器件的封装衬底必须便于处理固态铜厚膜导电层，且具有高热导率和低热膨胀系数，从而可以把大尺寸SiC直接焊接到衬底上。SiN是一种极具吸引力的衬底，因为它具有合理的热导率(60W/m-K)和低热膨胀系数(2.7ppm/℃)，与SiC的热膨胀系数(3.9ppm/℃)十分接近。焊接是把芯片与衬底贴合在一起的最常用方法。使用软焊可以消除应力，却要以热疲劳和低强度为代价，而硬焊具有高强度却无法消除应力。瞬态液相键合技术要求使用一个扩散势垒，以防止Si3N4衬底上的铜金属化层与用来键合SiC芯片的Au层之间的互扩散，这种技术还可用于高温下的芯片粘接。
本文介绍了一种使用Sn96.5-Ag3.5焊膏实现2.5cm×2.5cm无孔隙芯片粘接的技术。此外，还对Si3N4活性金属钎焊(AMB)衬底上应用的Au-In和Ag-In瞬态液相键合技术进行了研究。
实验
本研究选择Sn96.5-Ag3.5焊膏，采用直接覆铜(DBC)衬底作为SiC功率器件的封装衬底。DBC衬底使用了一个夹在两片0.2032mm铜板之间的0.381mmAlN陶瓷板，铜板与AlN陶瓷热键合在一起。使用干膜光刻工艺在DBC衬底上制作图形，并采用喷雾刻蚀法把DBC衬底上多余的铜刻蚀掉。在烧杯中通过化学腐蚀法去除表面残留的氧化物，然后在高温真空腔室中进行干法腐蚀。使用SST3130真空/压力炉完成芯片和DBC衬底的粘接。此外按照封装设计要求为键合过程中元件的支撑定位加工了钢制或石墨工具。这种键合技术允许零件的对准容差在±0.0254mm范围内。
首先，把预成型的Sn96.5-Ag3.5焊料切割成SiC芯片的尺寸。然后把键合工具、基板、预成型焊料、DBC衬底以及芯片按顺序放置到加热腔中。把整套装置放到炉内，在60秒内升温至液相线温度240℃，接下来进行冷却循环。随后把封装元
件进行组装。先把和控制信号连接装置键合到DBC衬底的适当位置，再把连接管壳与外部元件的电源和信号连接线固定到侧壁板上，接下来对侧壁包封进行组装。随后把铜绞线放入DBC衬底上的连接装置中，从而形成完整的封装。
除了Sn96.5-Ag3.5焊料外，还对SiN衬底上用于瞬态液相(TLP)键合工艺的另外两种无铅芯片粘接系统进行了研究。在键合过程中，通过互扩散在基本金属层之间加入低熔点间隔层，从而在键合温度下实现等温固化。通过使用液相键合法使焊点的完整性得到了提高，而且固化完成之后，焊点可以经受比键合温度更高的工作温度。
采用瞬态液相键合工艺对两种无铅合成焊料：Ag-In和Au-In系统进行了研究。Ag-In系统在10-6torr高真空循环条件下把3μm厚的In层和0.05μm厚的Ag层成功溅射到SiC芯片上，以防止In的氧化。Au-In系统把3μm厚的In层和0.05μm 厚的Au层淀积在SiC芯片上。由于具有高互扩散系数，淀积完成后Ag几乎马上与In相互作用生成AgIn2化合物层，而In-Au系统则生成AuIn2层。然后把SiC芯片键合到SiN衬底上的金属化堆叠上，由于含有Au和Ag溅射层，因此不必使用助焊剂或清洗液。由于原位生成了稳定的金属间化合物AgIn2和AuIn2，说明这种方法是切实可行的。薄的Au层可防止Ag的氧化，这样就无需使用助焊剂。这种方法与其它使用助焊剂去除氧化层从而完成键合的In基键合工艺大相径庭。
Si3N4 AMB金属化衬底含有Au或Ag溅射层，并且包含Si3N4/Cu/WC/Ti/Pt/ Ti/Au堆叠。将其放置在不锈钢加热腔中，并把SiC芯片放置在衬底上。采用40psi 静态压力把芯片和衬底连接在一起，确保它们之间的紧密接触。然后把整个组件装载到退火炉中。炉温上升到210℃，在富氮环境中保持这一温度10分钟，以防止I n的氧化。然后组件在炉中冷却到室温以防止氧化。
在加热过程中，In-AgIn2化合物中的In层在157℃时熔化。当温度逐渐上升至210℃时，在40psi压力作用下，白色的液相In逐渐从键合SiC芯片与衬底之间的界面挤压出来。随着In的进一步熔化，逐渐脱离AgIn2金属间化合物层，通过固态-液态互扩散使Si3N4AMB衬底上的Au和Ag层浸润并分解出来。液相In与Ag和Au相互作用形成更多的AgIn2和AuIn2化合物。通过这种反应形成了焊点。由于与Ag相比，Au的含量非常少，因此它对焊点结构的影响并不明显。随着温度升高到166℃以上，Ag和In之间的反应继续进行，金属间化合物不断增多。如果持续反应下去，最终将耗尽所有的In。如果要使各种材料相互作用后形成均匀的焊点，Ag-In系统中Ag和In的成份比例应为74.2wt%Ag和25.8wt%In。
同样，在加热过程中，In-AuIn2化合物中的In层在157℃时熔化。熔化的In
从AuIn2金属间化合物层分解出来，形成富In的Au和AuIn2混合物。这种混合物使Si3N4衬底上的Au浸润并分解，形成更多的AuIn2。反应发生后把系统冷却到室温，就形成固态焊点。如果要使各种材料相互作用后形成均匀的焊点，Au-In系统中Au和In的成份比例应为76wt%Au和24wt%In。为了测试焊点的可靠性，把样品放置在大气环境中，并在400℃高温下进行了100小时的热存贮实验。
结果与讨论
SiC芯片采用12mil(0.3048mm)Al键合引线键合到DBC衬底上。通过对封装的扫描声学显微实验证明，采用Sn96.5-Ag3.5焊料实现了无孔隙芯片粘接。电学测试证明这种封装器件可以经受100A电流的冲击。
键合之后立即进行瞬态液相键合，所实现的Ag-In焊点的厚度非常均匀。根据SEM图可以看到，键合层的厚度约为8.5μm。通过对焊点的检测发现了四个不同的相：Ag、AgIn2、AuIn2和Ag2In，这一点通过EDX重量百分比分析得到了证实。焊点的白色颗粒上半部分为AgIn2。通过EDX分析确定中间和下半部分为Ag2In 层，正好覆盖在纯Ag层上，纯Ag层位于焊点下部与Si3N4AMB衬底的交界处。显然，淀积在Si3N4衬底上的5.5μm厚的Ag层通过与SiC芯片上In层的相互作用形成了Ag2In。表示了焊点在大气环境中、400℃下经过100小时热存贮后得到的结果。Ag元素覆盖均匀，形成富Ag的Ag-In合金，即使在Si3N4衬底上最早淀积Ag的位置发现了纯Ag相，合金中Ag的成份仍占70-75wt%。
通过芯片的抗拉和切变强度试验发现，Au76-In24和Ag74-In26焊点的抗拉和键合强度最小，这一点与MIL标准相一致。事实上，热老化可以改进抗拉强度，使之达到最小抗拉强度的两倍左右。
结论
使用三种无铅焊料系统：Sn96.5-Ag3.5、Ag74.2-In25.8和Au76-In24几乎实现了无孔隙焊点。实验看到，焊点厚度在热退火之前和之后保持不变，400℃下退火100小时后的Ag-In和Au-In焊点几乎没有出现退化现象，热老化改进了焊点的抗拉强度。
功率模块封装结构及其技术 摘要：本文从封装角度评估功率电子系统集成的重要性。文中概述了多种功率模块的封装结构形式及主要研发内容。另外还讨论了模块封装技术的一些新进展以及在功率电子系统集成中的地位和作用。 1 引言 功率（电源或电力）半导体器件现有两大集成系列，其一是单片功率或高压集成电路，英文缩略语为PIC或HI VC，电流、电压分别小于10A、700V的智能功率器件/电路采用单片集成的产品日益增多，但受功率高压大电流器件结构及制作工艺的特殊性，弹片集成的功率/高压电路产品能够处理的功率尚不足够大，一般适用于数十瓦的电子电路的集成；另一类是将功率器件、控制电路、驱动电路、接口电路、保护电路等芯片封装一体化，内部引线键合互连形成部分或完整功能的功率模块或系统功率集成，其结构包括多芯片混合IC封装以及智能功率模块IPM、功率电子模块PEBb、集成功率电子模块等。功率模块以为电子、功率电子、封装等技术为基础，按照最优化电路拓扑与系统结构原则，形成可以组合和更换的标准单元，解决模块的封装结构、模块内部芯片及其与基板的互连方式、各类封装（导热、填充、绝缘）的选择、植被的工艺流程的国内许多问题，使系统中各种元器件之间互连所产生的不利寄生参数少到最小，功率点楼的热量更易于向外散发，其间更能耐受环境应力的冲击，具有更大的电流承载能力，产品的整体性能、可能性、功率密度得到提高，满足功率管理、电源管理、功率控制系统应用的需求。 2 功率模块封装结构 功率模块的封装外形各式各样，新的封装形式日新月异，一般按管芯或芯片的组装工艺及安装固定方法的不同，主要分为压接结构、焊接结构、直接敷铜DBC基板结构，所采用的封装形式多为平面型以及，存在难以将功率芯片、控制芯片等多个不同工艺芯片平面型安装在同一基板上的问题。为开发高性能的产品，以混合IC封装技术为基础的多芯片模块MCM封装成为目前主流发展趋势，即重视工艺技术研究，更关注产品类型开发，不仅可将几个各类芯片安装在同一基板上，而且采用埋置、有源基板、叠层、嵌入式封装，在三维空间内将多个不同工艺的芯片互连，构成完整功能的模块。 压接式结构延用平板型或螺栓型封装的管芯压接互连技术，点接触靠内外部施加压力实现，解决热疲劳稳定性问题，可制作大电流、高集成度的功率模块，但对管芯、压块、底板等零部件平整度要求很高，否则不仅将增大模块的接触热阻，而且会损伤芯片，严重时芯片会撕裂，结构复杂、成本高、比较笨重，多用于晶闸管功率模块。焊接结构采用引线键合技术为主导的互连工艺，包括焊料凸点互连、金属柱互连平行板方式、凹陷阵列互连、沉积金属膜互连等技术，解决寄生参数、散热、可靠性问题，目前已提出多种实用技术方案。例如，合理结构和电路设计二次组装已封装元器件构成模块；或者功率电路采用芯片，控制、驱动电路采用已封装器件，构成高性能模块；多芯片组件构成功率智能模块。DBC基板结构便于将微电子控制芯片与高压大电流执行芯片密封在同一模块之中，可缩短或减少内部引线，具备更好的热疲劳稳定性和很高的封装集成度，DBC通道、整体引脚技术的应用有助于MCM的封装，整体引脚无需额外进行引脚焊接，基板上有更大的有效面积、更高的载流能力，整体引脚可在基板的所有四边实现，成为MCM功率半导体器件封装的重要手段，并为模块智能化创造了工艺条件。
常用元件及封装形式：
常用元器件都在protel DOS schematic Libraries.ddb protel DOS schematic 4000 CMOS (4000序列元件) protel DOS schematic Analog digital (A/D,D/A转换元件) protel DOS schematic Comparator （比较器，如LM139之类） protel DOS schematic intel (Intel 的处理器和接口芯片之类) protel的自带的 PCB元件常用库： 1、Advpcb.ddb 2、General IC.ddb 3、Miscellaneous.ddb 4、International Rectifier.lib，有许多整流器的封装如D-37,D-44等， 另：变压器在Transformers.lib库中
Protel 常见错误 （1）在原理图中未定义元件的封装形式 错误提示：FOOTPRINT NOT FOUND IN LIBRARY. 错误原因：①在原理图中未定义元件封装形式，PCB装入网络表时找不到对应的元件封装。②原理图中将元件的封装形式写错了。如将极性电容Electrol的封装形式写作“RB0．2／0．4”。③PCB文件中未调入相应的PCB元件库；如PCB Footprint．Lib 中就没有小型发光二极管LED可用的元件封装； 解决办法①编辑PCB Footprint．Lib文件，创建LED的元件封装，然后执行更新PCB 命令； ②返回原理图，仔细核对原理图中元件封装名称是否和PCB元件库中的名称一致。双击该元件，在弹出的属性对话框中的FOOTPRINT栏中填入相应的元件封装 解决办法：打开网络表文件查看哪些元件未定义封装，并直接在网络表中对该元件增加封装，或者在原理图中找到相应的元件， （2）原理图中元件的管脚与PCB封装管脚数目不同 如果原理图库中元件的管脚数目与PCB库中封装的管脚数目没有一一对应，在装入时也会出错.这种错误主要发生在自己做的一些器件或一些特殊的器件上.例如电源变 压器的接地端在原理图库中存在，而在制作相应的PCB封装时未能给它分配焊盘，则在装入此元件时就会发生错误 解决办法：根据元件实际属性，作相应修改 （3）没有找到元件 错误描述：Component not found 错误原因：Advpcb．ddb文件包内的PCB Footprint．Lib文件中包含了绝大多数元件封装，但如果原理图中某个元件封装形式特殊，PCB Footprint．Lib文件库找不到，需装入非常用元件封装库。 处理方式：在设计文件管理器窗口内，单击PCB文件图标，进入PCB编辑状态，通过“Add／Remove”命令装入相应元件封装库。 （4）没有找到结点 错误描述：Node not found 错误原因：①指定网络中多了并不存在的节点；②元件管脚名称和PCB库中封装的管脚名称不同；③原理图中给定的元件封装和对应的PCB封装名称不同。处理方式：对于①、③可回到原理图中删除多余节点、将原理图中的元件封装修改成和对
元器件封装及基本管脚定义说明 以下收录说明的元件为常规元件 A: 零件封装是指实际零件焊接到电路板时所指示的外观和焊点的位置。包括了实际元件的外型尺寸，所占空间位置，各管脚之间的间距等，是纯粹的空间概念。因此不同的元件可共用同一零件封装，同种元件也可有不同的零件封装. 普通的元件封装有针脚式封装(DIP与表面贴片式封装(SMD两大类. (像电阻，有传统的针脚式，这种元件体积较大，电路板必须钻孔才能安置元件，完成钻孔后，插入元件，再过锡炉或喷锡（也可手焊），成本较高，较新的设计都是采用体积小的表面贴片式元件（SMD ）这种元件不必钻孔，用钢膜将半熔状锡膏倒入电路板，再把SMD 元件放上，即可焊接在电路板上了。 元件按电气性能分类为:电阻, 电容(有极性, 无极性, 电感, 晶体管(二极管, 三极管, 集成电路IC, 端口(输入输出端口, 连接器, 插槽, 开关系列, 晶振,OTHER(显示器件, 蜂鸣器, 传感器, 扬声器, 受话器 1. 电阻: I.直插式 [1/20W 1/16W 1/10W 1/8W 1/4W] AXIAL0.3 0.4 II. 贴片式 [0201 0402 0603 0805 1206] 贴片电阻 0603表示的是封装尺寸与具体阻值没有关系 但封装尺寸与功率有关通常来说 0201 1/20W 0402 1/16W 0603 1/10W
0805 1/8W 1206 1/4W 电容电阻外形尺寸与封装的对应关系是: 0402=1.0x0.5 0603=1.6x0.8 0805=2.0x1.2 1206=3.2x1.6 1210=3.2x2.5 1812=4.5x3.2 2225=5.6x6.5 III. 整合式 [0402 0603 4合一或8合一排阻] IIII. 可调式[VR1~VR5] 2. 电容: I.无极性电容[0402 0603 0805 1206 1210 1812 2225] II. 有极性电容分两种: 电解电容 [一般为铝电解电容, 分为DIP 与SMD 两种] 钽电容 [为SMD 型: A TYPE (3216 10V B TYPE (3528 16V C TYPE (6032 25V D TYP E (7343 35V] 3. 电感: I.DIP型电感 II.SMD 型电感
1. 电阻原理图中常用的名称为RES1-RES4； 电阻类及无极性双端元件封装形式：AXIAL0.3-AXIAL1.0，数字代表两焊盘的间距，单位为Kmil.。电阻排：RESPACK1/RESPACK2 RESPACK3/RESPACK4 。 贴片电阻： 0603表示的是封装尺寸与具体阻值没有关系，但封装尺寸与功率有关通常来说 0201 1/20W 0402 1/16W 0603 1/10W 0805 1/8W 1206 1/4W 2.电容原理图中常用的名称为CAP（无极性电容）、ELECTRO（有极性电容）； 引脚封装形式：无极性电容为RAD0.1--RAD0.4，有极性电容为RB.2/.4或RB.3/.6或RB.4/.8或RB.5/1.0斜杠前数字表示焊盘间距，斜杠后数字表电容外直径。电解电容为 3.电位器原理图中常用的名称为POT1和POT2；引脚封装形式：VR-1到VR-5. 4.二极管原理图中常用的名称为DIODE（普通二极管）、DIODE SCHOTTKY（肖特基二极管）DUIDE TUNNEL（隧道二极管）DIODE VARCTOR（变容二极管）ZENER1~3（稳压二极管）发光二极管：LED；封装可以才用电容的封装。（RAD0.1-0.4） 引脚封装形式：DIODE0.4和DIODE 0.7; 发光二极管封装（RAD0.1-0.4）。 5.继电器引脚封装形式：RELAY-DPDT/ RELAY-DPST RELAY-SPDT/ RELAY-SPST 6.三极管原理图中常用的名称为NPN，NPN1和PNP，PNP1；
引脚封装形式TO18、TO92A（普通三极管）TO220H（大功率三极管）TO3（大功率达林顿管） 7.场效应管原理图中常用的名称为JFET N（N沟道结型场效应管），JFET P（P 沟道结型场效应管） MOSFET N（N沟道增强型管）MOSFET P（P沟道增强型管）引脚封装形式与三极管同。 8.整流桥原理图中常用的名称为BRIDGE1和BRIDGE2，引脚封装形式为D系列，如D-44，D-37，D-46等。 9.单排多针插座原理图中常用的名称为CON系列，从CON1到CON60，引脚封装形式为SIP系列，从SIP-2到SIP-20。 10.双列直插元件原理图中常用的名称为根据功能的不同而不同，引脚封装形式DIP 系列。 11.串并口类原理图中常用的名称为DB系列，引脚封装形式为DB和MD系列。 12.晶体振荡器：CRYSTAL；封装：XTAL1 13.发光数码管：DPY；至于封装嘛，建议自己做！ 14.拨动开关：SW DIP；封装就需要自己量一下管脚距离来做！ 15.按键开关：SW-PB：封装同上，也需要自己做。 16.变压器：TRANS1——TRANS5；封装不用说了吧？自己量，然后加两个螺丝上去。 Protel 零件库中常用的零器件及封装 类别名称零件名称零件英文名称常用编号封装封装说明 电阻RES1/RES2 R? AXIAL0.3-AXIAL1.0 数字表示焊盘间距 电阻排RESPACK1/RESPACK2 RESPACK3/RESPACK4 可变电阻RES3/RES4 电位器POT1或POT2 VR1- VR 5 数字表示管脚形状
LED工艺流程图 LED封装 LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的，但却有很大的特殊性。一般情况下，分立器件的管芯被密封在封装体内，封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而LED封装则是完成输出电信号，保护管芯正常工作，输出：可见光的功能，既有电参数，又有光参数的设计及技术要求，无法简单地将分立器件的封装用于LED。 LED的核心发光部分是由p型和n型半导体构成的pn结管芯，当注入pn 结的少数载流子与多数载流子复合时，就会发出可见光，紫外光或近红外光。但pn结区发出的光子是非定向的，即向各个方向发射有相同的几率，因此，并不是管芯产生的所有光都可以释放出来，这主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材料，应用要求提高LED的内、外部量子效率。常规Φ5mm型LED封装是将边长0.25mm的正方形管芯粘结或烧结在引线架上，管芯的正极通过球形接触点与金丝，键合为内引线与一条管脚相连，负极通过反射杯和引线架的另一管脚相连，然后其顶部用环氧树脂包封。反射杯的作用是收集管芯侧面、界面发出的光，向期望的方向角内发射。顶部包封的环氧树脂做成一定形状，有这样几种作用：保护管芯等不受外界侵蚀；采用不同的形状和材料性质(掺或不掺散色剂)，起透镜或漫射透镜功能，控制光的发散角；管芯折射率与空气折射率相关太大，致使管芯内部的全反射临界角很小，其有源层产生的光只有小部分被取出，大部分易在管芯内部经多次反射而被吸收，易发生全反射导致过多光损失，选用相应折射率的环氧树脂作过渡，提高管芯的光出射效率。用作构成管壳的环氧树脂须具有耐湿性，绝缘性，机械强度，对管芯发出光的折射率和透射率高。选择不同折射率的封装材料，封装几何形状对光子逸出效率的影响是不同的，发光强度的角分布也与管芯结构、光输出方式、封装透镜所用材质和形状有关。若采用尖形树脂透镜，可使光集中到LED的轴线方向，相应的视角较小；如果顶部的树脂透镜为圆形或平面型，其相应视角将增大。 一般情况下，LED的发光波长随温度变化为0．2-0．3nm／℃，光谱宽度随之增加，影响颜色鲜艳度。另外，当正向电流流经pn结，发热性损耗使结区产生温升，在室温附近，温度每升高1℃，LED的发光强度会相应地减少1％左右，封装散热；时保持色纯度与发光强度非常重要，以往多采用减少其驱动电流的办法，降低结温，多数LED的驱动电流限制在20mA左右。但是，LED的光输出会随电流的增大而增加，目前，很多功率型LED的驱动电流可以达到70mA、100mA甚至1A级，需要改进封装结构，全新的LED封装设计理念和低热阻封装结构及技术，改善热特性。例如，采用大面积芯片倒装结构，选用导热性能好的银胶，增大金属支架的表面积，焊料凸点的硅载体直接装在热沉上等方法。此外，在应用设计中，PCB线路板等的热设计、导热性能也十分重要。 1、产品封装结构类型 自上世纪九十年代以来，LED芯片及材料制作技术的研发取得多项突破，透明衬底梯形结构、纹理表面结构、芯片倒装结构，商品化的超高亮度(1cd以上)红、橙、黄、绿、蓝的LED产品相继问市，如表1所示，2000年开始在低、中光通量的特殊照明中获得应用。LED的上、中游产业受到前所未有的重视，进一步推动下游的封装技术及产业发展，采用不同封装结构形式与尺寸，不同发光颜色的管芯及其双色、或三色组合方式，可生产出多种系列，品种、规格的产品。 LED产品封装结构的类型如表2所示，也有根据发光颜色、芯片材料、发
CDIP --- Ceramic Dual In-Line Package CLCC --- Ceramic Leaded Chip Carrier CQFP --- Ceramic Quad Flat Pack DIP -- Dual In-Line Package LQFP --- Low-Profile Quad Flat Pack MAPBGA ---- Mold Array Process Ball Grid Array PBGA --- Plastic Ball Grid Array PLCC --- Plastic Leaded Chip Carrier PQFP --- Plastic Quad Flat Pack QFP -- Quad Flat Pack SDIP --- Shrink Dual In-Line Package SOIC --- Small Outline Integrated Package SSOP --- Shrink Small Outline Package DIP -- Dual In-Line Package - 双列直插式封装。插装型封装之一，引脚从封装两侧引出， 封装材料有塑料和陶瓷两种。DIP 是最普及的插装型封装，应用范围包括标准逻辑IC ，存贮器 LSI ，微机电路等。 PLCC --- Plastic Leaded Chip Carrier PLCC 封装方式，外形呈正方形，32 脚封装，四 周都有管脚，外形尺寸比DIP 封装小得多。PLCC 封装适合用SMT 表面安装技术在PCB 上安装布线，具有外形尺寸小、可靠性高的优点。 PQFP --- Plastic Quad Flat Package -- PQFP 封装的芯片引脚之间距离很小，管脚很细， 一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式，其引脚数一般都在100 以上。 SOP-----Small Outline Package——佃68?佃69年菲为浦公司就开发出小外形封装（SOP）。以后逐渐派生出SOJ（J 型引脚小外形封装）、TSOP （薄小外形封装）、VSOP （甚小外形封装）、SSOP （缩小型SOP）、TSSOP （薄的缩小型SOP）及SOT （小外形晶体管）、SOIC （小外形集成电路）等。 常见的封装材料有：塑料、陶瓷、玻璃、金属等，现在基本采用塑料封装。 按封装形式分：普通双列直插式，普通单列直插式，小型双列扁平，小型 四列扁平，圆形金属，体积较大的厚膜电路等。 按封装体积大小排列分：最大为厚膜电路，其次分别为双列直插式，单列 直插式，金属封装、双列扁平、四列扁平为最小。 两引脚之间的间距分：普通标准型塑料封装，双列、单列直插式一般多为 2.54 ± 0.25 mm其次有2mm（多见于单列直插式）、1.778 ± 0.25mm（多见于缩型双列直插式）、1.5 ± 0.25mm或1.27 ± 0.25mm多见于单列附散热片或单列V 型）、1.27 ± 0.25mm多见于双列扁平封装）、1± 0.15mm多见于双列或四列扁平封装）、0.8 ± 0.05?0.15mm侈见于四列扁平封装）、0.6 5± 0.03mm多见于四列扁平封装）。 双列直插式两列引脚之间的宽度分：一般有7.4?7.62mm、10.16mm、 12.7mm、 15.24mm等数种。
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功率模块封装结构及其技术 摘要：本文从封装角度评估功率电子系统集成的重要性。文中概述了多种功率模块的封装结构形式及主要研发内容。另外还讨论了模块封装技术的一些新进展以及在功率电子系统集成中的地位和作用。 1 引言 功率（电源或电力）半导体器件现有两大集成系列，其一是单片功率或高压集成电路,英文缩略语为PIC或HIVC,电流、电压分别小于10A、700V的智能功率器件/电路采用单片集成的产品日益增多，但受功率高压大电流器件结构及制作工艺的特殊性，弹片集成的功率/高压电路产品能够处理的功率尚不足够大，一般适用于数十瓦的电子电路的集成；另一类是将功率器件、控制电路、驱动电路、接口电路、保护电路等芯片封装一体化，内部引线键合互连形成部分或完整功能的功率模块或系统功率集成，其结构包括多芯片混合IC封装以及智能功率模块IPM、功率电子模块PEBb、集成功率电子模块等。功率模块以为电子、功率电子、封装等技术为基础，按照最优化电路拓扑与系统结构原则，形成可以组合和更换的标准单元，解决模块的封装结构、模块内部芯片及其与基板的互连方式、各类封装(导热、填充、绝缘）的选择、植被的工艺流程的国内许多问题,使系统中各种元器件之间互连所产生的不利寄生参数少到最小，功率点楼的热量更易于向外散发，其间更能耐受环境应力的冲击,具有更大的电流承载能力,产品的整体性能、可能性、功率密度得到提高,满足功率管理、电源管理、功率控制系统应用的需求。 2 功率模块封装结构 功率模块的封装外形各式各样，新的封装形式日新月异，一般按管芯或芯片的组装工艺及安装固定方法的不同，主要分为压接结构、焊接结构、直接敷铜DBC基板结构，所采用的封装形式多为平面型以及，存在难以将功率芯片、控制芯片等多个不同工艺芯片平面型安装在同一基板上的问题。为开发高性能的产品，以混合IC封装技术为基础的多芯片模块MCM封装成为目前主流发展趋势，即重视工艺技术研究，更关注产品类型开发,不仅可将几个各类芯片安装在同一基板上,而且采用埋置、有源基板、叠层、嵌入式封装,在三维空间内将多个不同工艺的芯片互连，构成完整功能的模块. 压接式结构延用平板型或螺栓型封装的管芯压接互连技术，点接触靠内外部施加压力实现，解决热疲劳稳定性问题，可制作大电流、高集成度的功率模块,但对管芯、压块、底板等零部件平整度要求很高，否则不仅将增大模块的接触热阻，而且会损伤芯片，严重时芯片会撕裂,结构复杂、成本高、比较笨重，多用于晶闸管功率模块。焊接结构采用引线键合技术为主导的互连工艺，包括焊料凸点互连、金属柱互连平行板方式、凹陷阵列互连、沉积金属膜互连等技术，解决寄生参数、散热、可靠性问题，目前已提出多种实用技术方案。例如，合理结构和电路设计二次组装已封装元器件构成模块；或者功率电路采用芯片，控制、驱动电路采用已封装器件，构成高性能模块;多芯片组件构成功率智能模块。 DBC基板结构便于将微电子控制芯片与高压大电流执行芯片密封在同一模块之中，可缩短或减少内部引线，具备更好的热疲劳稳定性和很高的封装集成度，DBC通道、整体引脚技术的应用有助于MCM的封装，整体引脚无需额外进行引脚焊接，基板上有更大的有效面积、更高的载流能力,整体引脚可在基板的所有四边实现,成为MCM功率半导体器件封装的重要手段，并为模块智能化创造了工艺条件.
常用电子元件封装、尺寸、规格汇总 贴片电阻规格 贴片电阻常见封装有9种，用两种尺寸代码来表示。一种尺寸代码是由4位数字表示的EIA(美国电子工业协会)代码，前两位与后两位分别表示电阻的长与宽，以英寸为单位。我们常说的0603封装就是指英制代码。另一种是米制代码，也由4位数字表示，其单位为毫米。下表列出贴片电阻封装英制和公制的关系及详细的尺寸： 贴片元件的封装 一、零件规格: (a)、零件规格即零件的外形尺寸，SMT发展至今，业界为方便作业，已经形成了一个标准零件系列，各家零件供货商皆是按这一标准制造。 标准零件之尺寸规格有英制与公制两种表示方法，如下表 英制表示法1206 0805 0603 0402 公制表示法3216 2125 1608 1005 含义 L:1.2inch(3.2mm)W:0.6inch(1.6mm) L:0.8inch(2.0mm)W:0.5inch(1.25mm) L:0.6inch(1.6mm)W:0.3inch(0.8mm) L:0.4inch(1.0mm)W:0.2inch(0.5mm) 注： a、L（Length）：长度；W（Width）：宽度；inch：英寸 b、1inch=25.4mm
（b）、在(1)中未提及零件的厚度，在这一点上因零件不同而有所差异，在生产时应以实际量测为准。 （c）、以上所讲的主要是针对电子产品中用量最大的电阻（排阻）和电容（排容），其它如电感、二极管、晶体管等等因用量较小，且形状也多种多样，在此不作讨论。 （d）、SMT发展至今，随着电子产品集成度的不断提高，标准零件逐步向微型化发展，如今最小的标准零件已经到了0201。 二、常用元件封装 1）电阻： 最为常见的有0805、0603两类，不同的是，它可以以排阻的身份出现，四位、八位都有，具体封装样式可参照MD16仿真版，也可以到设计所内部PCB库查询。 注： ABCD四类型的封装形式则为其具体尺寸,标注形式为L X S X H 1210具体尺寸与电解电容B类3528类型相同 0805具体尺寸：2.0 X 1.25 X 0.5（公制表示法） 1206具体尺寸：3.0 X 1.5 0X 0.5（公制表示法） 2）电阻的命名方法 1、5%精度的命名：RS – 05 K 102 JT 2、1％精度的命名：RS – 05 K 1002 FT R －表示电阻 S －表示功率 0402是1/16W、 0603是1/10W、 0805是1/8W、 1206是1/4W、 1210是1/3W、 1812是1/2W、 2010是3/4W、 2512是1W。 05 －表示尺寸(英寸)： 02表示0402、 03表示0603、 05表示0805、 06表示1206、 1210表示1210、 1812表示1812、 10表示1210、 12表示2512。 K －表示温度系数为100PPM。 102 －5％精度阻值表示法： 前两位表示有效数字，第三位表示有多少个零，基本单位是Ω，102＝1000Ω＝1KΩ。1002 是1％阻值表示法：
元器件封装类型： A. Axial轴状的封装（电阻的封装） AGP （Accelerate raphical Port）加速图形接口 AMR(Audio/MODEM Riser) 声音/调制解调器插卡 B BGA（Ball Grid Array） 球形触点阵列，表面贴装型封装之一。在印刷基板的背面按阵列方式制作出球形凸点用以代替引脚，在印刷基板的正面装配LSI 芯片，然后用模压树脂或灌封方法进行密封。也称为凸点阵列载体(PAC) BQFP(quad flat package with bumper) 带缓冲垫的四侧引脚扁平封装。QFP封装之一，在封装本体的四个角设置突(缓冲垫)以防止在运送过程中引脚发生弯曲变形。 C 陶瓷片式载体封装 C－(ceramic) 表示陶瓷封装的记号。例如，CDIP 表示的是陶瓷DIP。 Cerdip 用玻璃密封的陶瓷双列直插式封装，用于ECL RAM，DSP(数字信号处理器)等电路。带有玻璃窗口的Cerdip 用于紫外线擦除型EPROM 以及内部带有EPROM 的微机电路等。 CERQUAD(Ceramic Quad Flat Pack) 表面贴装型封装之一，即用下密封的陶瓷QFP，用于封装DSP 等的逻辑LSI 电路。带有窗口的Cerquad 用于封装EPROM 电路。散热性比塑料QFP 好，在自然空冷条件下可容许1.5～2W 的功率 CGA(Column Grid Array) 圆柱栅格阵列，又称柱栅阵列封装 CCGA(Ceramic Column Grid Array) 陶瓷圆柱栅格阵列
CNR是继AMR之后作为INTEL的标准扩展接口 CLCC 带引脚的陶瓷芯片载体，引脚从封装的四个侧面引出，呈丁字形。带有窗口的用于封装紫外线擦除型EPROM 以及带有EPROM 的微机电路等。此封装也称为QFJ、QFJ－G COB(chip on board) 板上芯片封装，是裸芯片贴装技术之一，半导体芯片交接贴装在印刷线路板上，芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现，芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现，并用树脂覆 盖以确保可靠性。 CPGA(Ceramic Pin Grid Array) 陶瓷针型栅格阵列封装 CPLD 复杂可编程逻辑器件的缩写，代表的是一种可编程逻辑器件，它可以在制造完成后由用户根据自己的需要定义其逻辑功能。CPLD 的特点是有一个规则的构件结构，该结构由宽输入逻辑单元组成，这种逻辑单元也叫宏单元，并且CPLD 使用的是一个集中式逻辑互连方案。CQFP 陶瓷四边形扁平封装(Cerquad)，由干压方法制造的一个陶瓷封装家族。两次干压矩形或正方形的陶瓷片(管底和基板)都是用丝绢网印花法印在焊接用的玻璃上再上釉的。玻璃然后被加热并且引线框被植入已经变软的玻璃底部，形成一个机械的附着装置。一旦半导体装置安装好并且接好引线，管底就安放到顶部装配，加热到玻璃的熔点并冷却。 fly_shop 2008-6-19 14:07 D．陶瓷双列封装 DCA(Direct Chip Attach) 芯片直接贴装，也称之为板上芯片技术（Chip-on-Board 简称COB），是采用粘接剂或自动带焊、丝焊、倒装焊等方法，将裸露的集成电路芯片直接贴装在电路板上的一项技术。倒装芯片是COB中的一种（其余二种为引线键合和载带自动键合），它将芯片有源区面对基板，通过芯片上呈现阵列排列的焊料凸点来实现芯片与衬底的互连。 DICP(dualtape carrier package) 双侧引脚带载封装。TCP(带载封装)之一。引脚制作在绝缘带上并从封装两侧引出。
半导体功率器件的散热计算 晨怡热管2006-12-31 0:58:06 【摘要】本文通过对半导体功率器件发热及传热机理的讨论，导出了半导体功率器件的散热计算方法。 【关键词】半导体功率器件功耗发热热阻散热器强制冷却 一、半导体功率器件的类型和功耗特点 一般地说，半导体功率器件是指耗散功率在1瓦或以上的半导体器件。 按照半导体功率器件的运用方式，可分为半导体功率放大器件和半导体功率开关器件。 1、半导体功率放大器件 半导体功率放大器又因其放大电路的类型分为甲类放大器、乙类推挽放大器、甲乙类推挽放大器和丙类放大器。甲类放大器的理论效率只有50%，实际运用时则只有30%左右；乙类推挽放大器的理论效率也只有78.5%，实际运用时则只有60%左右；甲乙类推挽放大器和丙类放大器的效率介乎甲类放大器和乙类推挽放大器之间。 也就是说，半导体功率放大器件从电源中取用的功率只有一部分作为有用功率输送到负载上去，其余的功率则消耗在半导体功率放大器件上，半导体功率放大器在工作时消耗在半导体功率放大器件上的功率称为半导体功率放大器件的功耗。 半导体功率放大器件的功耗为其集电极—发射极之间的电压降乘以集电极电流： P D=U ce·I c （式1—1） 式中P D为半导体功率放大器件的功耗（单位W）。 U ce为半导体功率放大器件集电极—发射极之间的电压降（单位V）。 I c 为半导体功率放大器件的集电极电流（单位A）。 线性调整型直流稳压电源中的调整管是工作在放大状态的半导体功率放大器件，所以其功耗的计算和半导体功率放大器件的功耗计算是相似的。例如一个集成三端稳压器，其功耗就是：输入端—输出端电压差乘以输出电流。 2、半导体功率开关器件 半导体功率开关器件例如晶体闸流管、开关三极管等。它们的工作状态只有两个：关断（截止）或导通（饱和）。 理想的开关器件在关断（截止）时，其两端的电压较高，但电流为零，所
常用电子元件封装 电阻：RES1, RES2, RES3, RES4;封装属性为axial系列 无极性电容：cap;封装属性为RAD-0.1到rad-0.4 电解电容：electroi;封装属性为rb.2/.4至到rb.5/1.0 电位器：pot1,pot2 ;封装属性为vr-1到vr-5 二极管：封装属性为diode-0.4（小功率）diode-0.7（大功率） 三极管：常见的封装属性为to-18 （普通三极管）to-22（大功率三极管）to-3（大功率达林顿管）电源稳压块有78和79系列；78系列如7805 , 7812 , 7820等 79 系列有7905 , 7912 , 7920 等 常见的封装属性有to126h和to126v 整流桥：BRIDGE1,BRIDGE2:封装属性为 D 系列（D-44 , D-37 , D-46 ）电阻：AXIAL0.3- AXIAL0.7 其中0.4-0.7指电阻的长度，一般用AXIAL0.4 瓷片电容：RAD0.1-RAD0.3。其中0.1-0.3指电容大小，一般用RAD0.1 电解电容：RB.1/.2- RB.4/.8 其中.1/.2-.4/.8 指电容大小。一般<100uF用 RB.1/.2,100uF-470uF 用RB.2/.4,>470uF 用RB.3/.6 二极管：DIODE0.4-DIODE0.7 其中0.4-0.7 指二极管长短，一般用DIODE0.4 发光二极管：RB.1/.2 集成块：DIP8-DIP40,其中8 —4 0指有多少脚，8脚的就是DIP8 贴片电阻 0603表示的是封装尺寸与具体阻值没有关系，但封装尺寸与功率有关通常来说如下： 0201 1/20W 0402 1/16W 0603 1/10W 0805 1/8W 1206 1/4W 电容电阻外形尺寸与封装的对应关系是： 0402=1.0mmx0.5mm 0603=1.6mmx0.8mm 0805=2.0mmx1.2mm 1206=3.2mmx1.6mm 1210=3.2mmx2.5mm 1812=4.5mmx3.2mm 2225=5.6mmx6.5mm 零件封装是指实际零件焊接到电路板时所指示的外观和焊点的位置。是纯粹的空间概念 因此不同的元件可共用同一零件封装，同种元件也可有不同的零件封装。像电阻，有传统的 针插式，这种元件体积较大，电路板必须钻孔才能安置元件，完成钻孔后，插入元件，再过锡炉或喷锡（也可手焊），成本较高，较新的设计都是采用体积小的表面贴片式元件（SMD）这种元件不必钻孔，用钢膜将半熔状锡膏倒入电路板，再把SMD元件放上，即可焊接在电 路板上了。 关于零件封装我们在前面说过，除了DEVICE。LIB库中的元件外，其它库的元件都已 经有了固定的元件封装，这是因为这个库中的元件都有多种形式：以晶体管为例说明一下：晶体管是我们常用的的元件之一，在DEVICE。LIB库中，简简单单的只有NPN与PNP 之分，但实际上，如果它是NPN的2N3055那它有可能是铁壳子的TO—3，如果它是NPN 的2N3054，则有可能是铁壳的TO-66或T0-5，而学用的CS9013，有TO-92A , TO-92B ,
1 常用电子元件及封装 1、电阻 使用的贴片电阻封装常见为0603和0805两种，。一般的贴片电阻阻值精度为５％，0603封装电阻功率为１／１０Ｗ，0805封装电阻功率为１／８Ｗ。中发通常100只起售 如图： 直插封装的电阻用于大功率的场合，体积越大的功率越大，一般１／4Ｗ的就够用了 2、电容 电容的容值小于等于100nF时，可以使用0603或0805封装贴片陶瓷电容。智能车上最常用的容值为100nF（104），容值精度为20％，耐压50V。 如图：
电容的容值大于100nF时，要根据应用场合的需要来选择使用贴片钽电容、贴片陶瓷电容或直插式铝电解电容。 贴片钽电容特点是贵、稳定、高频特性好。常用的容值为10uF、100uF、470 uF 等，耐压应取工作电压的二倍以上。注意使用时极性不要接反，带杠的是正极。 如图： 贴片陶瓷电容是新兴的替代小型贴片钽电容的产品，小容量（如10uF）价格较贴片钽电容便宜得多，体积基本相同。具有同样良好的高频特性和更低的内阻，但容量随温度变化大，适合用在电源的整流和去耦方面。 如图：
直插式铝电解电容最大的特点就是便宜，和其他电容相比，单位容量价格最低。它也是用于电源的整流和去耦方面，常用的容值为100uF、470uF、1000uF等。缺点是自身带有感性，使用时需并联陶瓷电容以提高高频性能。容值精度较低且随温度变化，寿命相对较短。有极性不可反接，带杠的是负极。 如图： 3、电感 电感使用1315和0808两种直插封装： 1315封装电感如下图：
0808封装电感如下图：
4、二极管
整流二极管（1N4007），高速二极管（FR157、1N4148），肖特基二极管（1N5819、1N5822），瞬态电压抑制二极管（P6KE），必须使用括号内标明的型号或用与之性能相近的型号替换，建议使用贴片封装。 发光二极管（LED）有0603、0805、1206、1210等贴片封装和Φ3、Φ5等直插封装，封装体积越大亮度越高，可承受的电流也越大。颜色自选（蓝、紫、白这三种颜色的LED较贵）。二极管带杠、带点、腿短一端为负极。
常用贴片元件封装 1 电阻： 最为常见的有0201、0402、0805、0603、1206、1210、1812、2010、2512几类 1）贴片电阻的封装与尺寸如下表： 英制(mil) 公制(mm) 长(L)(mm) 宽(W)(mm) 高(t)(mm) 0201 0603 0.60±0.05 0.30±0.05 0.23±0.05 0402 1005 1.00±0.10 0.50±0.10 0.30±0.10 0603 1608 1.60±0.15 0.80±0.15 0.40±0.10 0805 2012 2.00±0.20 1.25±0.15 0.50±0.10 1206 3216 3.20±0.20 1.60±0.15 0.55±0.10 1210 3225 3.20±0.20 2.50±0.20 0.55±0.10 1812 4832 4.50±0.20 3.20±0.20 0.55±0.10 2010 5025 5.00±0.20 2.50±0.20 0.55±0.10 2512 6432 6.40±0.20 3.20±0.20 0.55±0.10 2）贴片电阻的封装、功率与电压关系如下表： 英制(mil)公制(mm)额定功率@ 70°C 最大工作电压(V) 0201 0603 1/20W 25 0402 1005 1/16W 50 0603 1608 1/10W 50 0805 2012 1/8W 150 1206 3216 1/4W 200
1210 3225 1/3W 200 1812 4832 1/2W 200 2010 5025 3/4W 200 2512 6432 1W 200 3）贴片电阻的精度与阻值 贴片电阻阻值误差精度有±1％、±2％、±5％、±10％精度， J －表示精度为5％、 F－表示精度为1％。 T －表示编带包装 阻值范围从0R-100M 2电容： 1）贴片电容可分为无极性和有极性两种，容值范围从0.22pF-100uF 无极性电容下述两类封装最为常见，即0805、0603； 英制尺寸公制尺寸长度宽度厚度 0402 1005 1.00±0.05 0.50±0.05 0.50±0.05 0603 1608 1.60±0.10 0.80±0.10 0.80±0.10 0805 2012 2.00±0.20 1.25±0.20 0.70±0.20 1206 3216 3.20±0.30 1.60±0.20 0.70±0.20 1210 3225 3.20±0.30 2.50±0.30 1.25±0.30 1808 4520 4.50±0.40 2.00±0.20 ≤2.00 1812 4532 4.50±0.40 3.20±0.30 ≤2.50 2225 5763 5.70±0.50 6.30±0.50 ≤2.50 3035 7690 7.60±0.50 9.00±0.05 ≤3.00
常用元器件封装— 电阻：RES1，RES2，RES3，RES4；封装属性为axial系列无极性电容：cap;封装属性为RAD-0.1到rad-0.4 电解电容：electroi;封装属性为rb.2/.4到rb.5/1.0 电位器：pot1,pot2；封装属性为vr-1到vr-5 二极管：封装属性为diode-0.4(小功率)diode-0.7(大功率) 三极管：常见的封装属性为to-18（普通三极管）to-22(大功率三极管)to-3(大功率达林顿管) 电源稳压块有78和79系列；78系列如7805，7812，7820等 79系列有7905，7912，7920等 常见的封装属性有to126h和to126v 整流桥：BRIDGE1,BRIDGE2: 封装属性为D系列（D-44，D-37，D-46） 电阻：AXIAL0.3-AXIAL0.7其中0.4-0.7指电阻的长度，一般用AXIAL0.4 瓷片电容：RAD0.1-RAD0.3。其中0.1-0.3指电容大小，一般用RAD0.1 电解电容：RB.1/.2-RB.4/.8 其中.1/.2-.4/.8指电容大小。一般<100uF用 RB.1/.2,100uF-470uF用RB.2/.4,>470uF用RB.3/.6 二极管：DIODE0.4-DIODE0.7 其中0.4-0.7指二极管长短，一般用DIODE0.4 发光二极管：RB.1/.2 集成块：DIP8-DIP40, 其中８－４０指有多少脚，８脚的就是DIP8 贴片电阻0603表示的是封装尺寸与具体阻值没有关系，但封装尺寸与功率有关通常来说如下： 0201 1/20W 0402 1/16W 0603 1/10W 0805 1/8W 1206 1/4W 电容电阻外形尺寸与封装的对应关系是： 0402=1.0mmx0.5mm 0603=1.6mmx0.8mm 0805=2.0mmx1.2mm 1206=3.2mmx1.6mm 1210=3.2mmx2.5mm 1812=4.5mmx3.2mm 2225=5.6mmx6.5mm 零件封装是指实际零件焊接到电路板时所指示的外观和焊点的位置。是纯粹的文章概念因此不同的元件可共用同一零件封装，同种元件也可有不同的零件封装。像电阻，有传统的针插式，这种元件体积较大，电路板必须钻孔才能安置元件，完成钻孔后，插入元件，再过锡炉或喷锡（也可手焊），成本较高，较新的设计都是采用体积小的表面贴片式元件（SMD）这种元件不必钻孔，用钢膜将半熔状锡膏倒入电路板，再
功率模块封装工艺 摘要：本文从封装角度评估功率电子系统集成的重要性。文中概述了多种功率模块的封装结构形式及主要研发内容。另外还讨论了模块封装技术的一些新进展以及在功率电子系统集成中的地位和作用。 1 引言 功率（电源或电力）半导体器件现有两大集成系列，其一是单片功率或高压集成电路，英文缩略语为PIC或HI VC，电流、电压分别小于10A、700V的智能功率器件/电路采用单片集成的产品日益增多，但受功率高压大电流器件结构及制作工艺的特殊性，弹片集成的功率/高压电路产品能够处理的功率尚不足够大，一般适用于数十瓦的电子电路的集成；另一类是将功率器件、控制电路、驱动电路、接口电路、保护电路等芯片封装一体化，内部引线键合互连形成部分或完整功能的功率模块或系统功率集成，其结构包括多芯片混合IC封装以及智能功率模块IPM、功率电子模块PEBb、集成功率电子模块等。功率模块以为电子、功率电子、封装等技术为基础，按照最优化电路拓扑与系统结构原则，形成可以组合和更换的标准单元，解决模块的封装结构、模块内部芯片及其与基板的互连方式、各类封装（导热、填充、绝缘）的选择、植被的工艺流程的国内许多问题，使系统中各种元器件之间互连所产生的不利寄生参数少到最小，功率点楼的热量更易于向外散发，其间更能耐受环境应力的冲击，具有更大的电流承载能力，产品的整体性能、可能性、功率密度得到提高，满足功率管理、电源管理、功率控制系统应用的需求。 2 功率模块封装结构 功率模块的封装外形各式各样，新的封装形式日新月异，一般按管芯或芯片的组装工艺及安装固定方法的不同，主要分为压接结构、焊接结构、直接敷铜DBC基板结构，所采用的封装形式多为平面型以及，存在难以将功率芯片、控制芯片等多个不同工艺芯片平面型安装在同一基板上的问题。为开发高性能的产品，以混合IC封装技术为基础的多芯片模块MCM封装成为目前主流发展趋势，即重视工艺技术研究，更关注产品类型开发，不仅可将几个各类芯片安装在同一基板上，而且采用埋置、有源基板、叠层、嵌入式封装，在三维空间内将多个不同工艺的芯片互连，构成完整功能的模块。 压接式结构延用平板型或螺栓型封装的管芯压接互连技术，点接触靠内外部施加压力实现，解决热疲劳稳定性问题，可制作大电流、高集成度的功率模块，但对管芯、压块、底板等零部件平整度要求很高，否则不仅将增大模块的接触热阻，而且会损伤芯片，严重时芯片会撕裂，结构复杂、成本高、比较笨重，多用于晶闸管功率模块。焊接结构采用引线键合技术为主导的互连工艺，包括焊料凸点互连、金属柱互连平行板方式、凹陷阵列互连、沉积金属膜互连等技术，解决寄生参数、散热、可靠性问题，目前已提出多种实用技术方案。例如，合理结构和电路设计二次组装已封装元器件构成模块；或者功率电路采用芯片，控制、驱动电路采用已封装器件，构成高性能模块；多芯片组件构成功率智能模块。DBC基板结构便于将微电子控制芯片与高压大电流执行芯片密封在同一模块之中，可缩短或减少内部引线，具备更好的热疲劳稳定性和很高的封装集成度，DBC通道、整体引脚技术的应用有助于MCM的封装，整体引脚无需额外进行引脚焊接，基板上有更大的有效面积、更高的载流能力，整体引脚可在基板的所有四边实现，成为MCM功率半导体器件封装的重要手段，并为模块智能化创造了工艺条件。