功率半导体封装技术

功率半导体器件广泛应用于消费电子、工业、通信、计算机、汽车电子等领域，目前也逐渐应用于轨道交通、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业。本书着重阐述功率半导体器件的封装技术、测试技术、仿真技术、封装材料应用，以及可靠性试验与失效分析等方面的内容。本书共10章，主要内容包括功率半导体封装概述、功率半导体封装设计、功率半导体封装工艺、IGBT封装工艺、新型功率半导体封装技术、功率器件的测试技术、功率半导体封装的可靠性试验、功率半导体封装的失效分析、功率半导体封装材料、功率半导体封装的发展趋势与挑战。

第1章功率半导体封装概述
1.1概述
1.1.1功率半导体器件概述
1.1.2功率半导体发展历程[2-6]
1.2功率半导体封装
1.2.1功率半导体封装的特点
1.2.2分立功率器件封装
1.2.3功率半导体模块封装
1.2.4功率集成电路封装
1.3功率半导体器件的市场和应用
1.4小结
参考文献
第2章功率半导体封装设计
2.1功率半导体封装设计概述
2.1.1封装设计
2.1.2建模和仿真
2.2电学设计
2.2.1寄生参数简介
2.2.2功率半导体封装寄生参数
2.2.3功率器件封装电学建模及仿真
2.3热设计
2.3.1传热理论基础
2.3.2热阻
2.3.3常见功率半导体器件的冷却方法
2.3.4热仿真及优化设计
2.4热机械设计
2.4.1应力分析
2.4.2热机械仿真
2.5电热力耦合设计
2.6小结
参考文献
第3章功率半导体封装工艺
3.1功率半导体器件主要封装外形
3.2功率半导体器件典型封装工艺
3.2.1圆片减薄
3.2.2贴片
3.2.3划片
3.2.4装片
3.2.5键合
3.2.6塑封
3.2.7塑封后固化
3.2.8去飞边
3.2.9电镀
3.2.10打印
3.2.11切筋成形
第4章IGBT封装工艺
4.1IGBT器件封装结构
4.2IGBT器件封装工艺
4.2.1芯片配组
4.2.2芯片焊接
4.2.3芯片焊层空洞检测
4.2.4键合
4.2.5子单元焊接
4.2.6外壳安装
4.2.7硅凝胶灌封
4.2.8电极折弯
4.2.9IGBT例行试验
参考文献
第5章新型功率半导体封装技术
5.1SiC功率半导体器件的封装技术
5.1.1SiC功率半导体器件主要封装外形及特点
5.1.2SiC功率半导体器件封装关键工艺
5.2GaN功率半导体器件的封装技术
5.2.1GaN功率半导体器件主要封装外形及封装特点
5.2.2GaN功率半导体器件封装关键工艺
第6章功率器件的测试技术
6.1测试概述
6.2测试标准
6.3参数测试
6.3.1静态参数测试
6.3.2动态参数
6.3.3绝缘测试
6.4电性能抽样测试及抽样标准
6.5测试数据分析
第7章功率半导体封装的可靠性试验
7.1概述
7.1.1可靠性试验的目的
7.1.2可靠性试验的分类
7.1.3可靠性试验的应用
7.2环境类试验
7.2.1湿气敏感等级试验与预处理试验
7.2.2温度循环试验
7.2.3高压蒸煮试验
7.2.4高温高湿试验
7.2.5高温储存试验
7.2.6低温储存试验
7.2.7高速老化试验
7.3寿命类试验
7.3.1高温反偏试验
7.3.2电耐久试验
7.3.3间歇寿命试验
7.3.4高温寿命试验
7.4其他试验
7.4.1可焊性试验
7.4.2耐溶性试验
7.4.3耐火性试验
7.5产品的工程试验方法
第8章功率半导体封装的失效分析
8.1概述
8.1.1封装失效分析的目的和应用
8.1.2封装失效机理
8.2失效分析方法
8.2.1电性能分析
8.2.2无损分析
8.2.3有损分析
8.3封装失效的主要影响因素
8.3.1工作环境
8.3.2封装应力
8.4失效分析方案设计与实例
8.4.1失效分析方案设计
8.4.2失效分析实例
8.5小结
参考文献
第9章功率半导体封装材料
9.1功率半导体封装材料的关键性质
9.1.1力学性能
9.1.2热学性能
9.1.3电学性能
9.1.4理化性能
9.2塑封材料
9.2.1环氧塑封料
9.2.2硅凝胶封装材料
9.2.3模块外壳与盖板材料
9.3芯片粘接材料
9.3.1银浆
9.3.2锡焊料
9.3.3纳米银烧结材料
9.4基板材料
9.4.1陶瓷基板概述及特性
9.4.2直接镀铜陶瓷基板
9.4.3直接覆铜陶瓷基板
9.4.4活性钎焊陶瓷基板
9.5键合材料
9.5.1铝线
9.5.2铝带
9.5.3铝包铜线
9.5.4铜片
9.5.5金线
9.6电镀材料
9.7小结
参考文献
第10章功率半导体封装的发展趋势与挑战
10.1高电学性能
10.1.1增强电磁抗干扰性与电磁兼容性
10.1.2降低封装寄生电阻和寄生电感
10.2高散热性能
10.2.1改进封装结构
10.2.2改进封装材料
10.2.3改进冷却方法
10.3高可靠性
10.4小型化
10.4.1压接式封装
10.4.2紧凑型封装
10.5高功率密度
10.6低成本
10.7集成化和智能化
10.8宽禁带半导体时代
10.8.1SiC、GaN器件
10.8.2超宽禁带半导体材料器件
10.9小结
参考文献