(最新整理)功率模块封装结构及其技术

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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.

MCM封装解决两种或多种不同工艺所生产的芯片安装、大电流布线、电热隔离等技术问题，对生产工艺和设备的要求很高。MCM外形有侧向引脚封装、向上引脚封装、向下引脚封装等方案。简而言之，侧向引脚封装基本结构为DBC多层架构，DBC板带有通道与整体引脚，可阀框架焊于其上,引线键合后，焊上金属盖完成封装。向上引脚封装基本结构也采用多层DBC，上层DBC 边缘留有开孔，引脚直接键合在下层DBC板上，可阀框架焊于其上，引线键合后，焊上金属盖完成封装.向下引脚封装为单层DBC结构,铜引脚通过DBC基板预留通孔,直接键合在上层导体铜箔的背面,可阀框架焊于其上，引线键合、焊上金属盖完成封装。

综观功率模块研发动态,早已突破最初定义是将两个或两个以上的功率半导体芯片(各类晶闸管、整流二极管、功率复合晶体管、功率MOSFET、绝缘栅双极型晶体管等），按一定电路互连，用弹性硅凝胶、环氧树脂等保护材料密封在一个绝缘外壳内，并与导热底板绝缘的概念，迈向将器件芯片与控制、驱动、过压过流及过热与欠压保护等电路芯片相结合，密封在同一绝缘外壳内的智能化功率模块时代。

3 智能功率模块IPM

IPM是一种有代表性的混合IC封装，将包含功率器件、驱动、保护和控制电路的多个芯片，通过焊丝或铜带连接，封装在同一外壳内构成具有部分或完整功能的、相对独立的功率模块。用IGBT单元构成的功率模块在智能化方面发展最为迅速，又称为IGBT—IPM,KW级小功率IPM 可采用多层环氧树脂粘合绝缘PCB技术，大中功率IPM则采用DBC多芯片技术，IGBT和续流二极管反并联组成基本单元并联，也可以是两个基本单元组成的二单元以及多单元并联，典型组合方式还有六单元或七单元结构，内部引线键合互连，实现轻、小、超薄型IPM、内表面绝缘智能功率模块I2PM、程控绝缘智能功率模块PI—IPM,品种系列丰富，应用设计简洁。此外，开发出将晶闸管主电路与移相触发系统以及保护电路共同封装在一个塑料外壳内构成的智能晶闸管模块ITPM。

4 功率电子模块PEBB

PEBB是一种针对分布式电源系列进行划分和构造的新的模块化概念,根据系统层面对电路合理细化，抽取出具有相同功能或相似特征的部分，制成通用模块PEBB，作为功率电子系统的基础部件，系统中全部或大部分的功率变换功能可用相同的PEBB完成。

PEBB采用多层叠装三维立体封装与表面贴装技术,所有待封装器件均以芯片形式进入模块，模块在系统架构下标准化，最底层为散热器，其次是3个相同的PEBB相桥臂组成的三相整流桥，再上面是驱动电路,顶层是传感器信号调节电路。PEBB的应用方便灵活,可靠性高，维护性好。

5 集成功率电子模块IPEM

IPEM研发的主要内容涉及适用于模块内部的，具有通用性的主电路、控制、驱动、保护、电源等电路及无源元件技术,通过多层互连和高集成度混合IC封装，全部电路和元器件一体化封装，形成通用性标准化的IPEM，易于构成各种不同的应用系统。在IPEM制造中，采用陶瓷基板多芯片模块MCM-C技术，将信息传输、控制与功率器件等多层面进行互连，所有的无源元件都是以埋层方面掩埋在基板中,完全取消常规模块封装中的铝丝键合互连工艺，采用三维立体组装，增加散热。IPEM克服了IPM内部因各功率器件与控制电路用焊丝连接不同芯片造成的焊丝引入的线电感与焊丝焊点的可靠性限制IPM进一步发展的瓶颈.IPEM不采用焊丝互连，增

强其可靠性,大大降低电路接线电感，提高系统

效率。

6 i POWIR

i POWIR是一种较有代表性的多芯片模块，它将功率器件、控制用IC、脉宽调制IC以及一些无源元件按照电源设计的需求，采用焊球阵列BGA封装技术，组装在同一外壳中,在生产中作为大开关电源形式完成测试.i POWIR可简化电源设计,减少外围元件数量,压缩占用电路板面积，并在性能上有较大提高,以更低的成本来实现与功能齐备的电源产品相当的可靠性。例如,一种双路i POWIR可产生每路1。5A的电流输出，其输出组合在一起，便可获得30A的输出，可靠性大为提高.i POWIR的进一步发展,被认为是DC／DC变换的未来.开发出一系列专用的i MOTION、i NTERO集成功率模块，用以促进中小功率电机驱动的小型化、集成化、高性能、高可靠、专业化，应用场合包括家电中的冰箱、洗衣机、空调等。

7 功率模块封装技术

功率模块的研发在很大程度上取决于功率器件和混合IC封装技术的新进展."皮之不存，毛将焉附".它既是芯片制造技术的延伸扩展,也是封装生产多元化纵深拓展的新领域，所研发的关键技术包括DBC基板、互连工艺、封装材料、热设计等。

7.1 AIN—DBC封装基板

国际上,各种规格的AIN—DBC封装基板可大批量商品化供货,国内小批量供货远无法满足需求。AIN-DBC具有AIN陶瓷的高热导性，又具备Cu箔的高导电特性，并可像PCB板一样，在其表面刻蚀出所需的各种图形，用于功率器件与模块封装中，表1示出几种封装用陶瓷基板的性能比较.在AIN—DBC电子封装基板的制备中，有效地控制Cu箔与AIN陶瓷基片界面上Cu-O 共晶液相的产生、分布及降温过程的固化是其工艺的重点，这些因素都与体系中的氧成分有着密切的关系,表2示出目前较常用的AIN基片金属化技术及其基板比较，Cu箔、AIN基片在预氧化时都要控制氧化的温度及时间，使其表面形成的A12O3薄层厚度达1μm，两者间过渡层的结构与成分对AIN—DBC基板的导热性及结合强度影响极大，加热敷接过程中温度、时间及气氛的控制都将对最终界面产物的结构及形态产生影响，可将0。125～0。7mm厚的Cu箔覆合在AIN基片上，各类芯片可直接附着在此基板上。在封装应用中,前后导通可通过敷接Cu箔之前在AIN基片上钻孔实现，或采用微导孔、引脚直接键合针柱通道、金属柱互连等技术，实现密封连接。AIN基片在基板与封装一体化以及降低封装成本、增加布线密度、提高可靠性等方面均有优势，例如，AIN-DBC基板的焊接式模块与普通焊接模块相比，体积小、重量轻、热疲劳稳定性好、密封功率器件的集成度更高。

7.2 键合互连工艺

芯片安装与引线键合互连是封装中的关键工序，功率器件管芯采用共晶键合或合金焊料焊接安装芯片，引线互连多采用铝丝键合技术，工艺简单、成本低，但存在键合点面积小（传热性差）、寄生电感大、铝丝载流量有限、各铝丝问电流分布不均匀、高频电流在引线中形成的机械应力易使其焊点撕裂或脱落等诸多问题，倒装芯片焊球阵列凸点互连的发展改变了这一状态.

焊料凸点互连可省略芯片与基板间的引线，起电连接作用的焊点路径短、接触面积大、寄生电感／电容小、封装密度高，表3示出不同互连工艺下的寄生参数比较.以沉积金属膜为基础的互连工艺在各类基板或介质中埋置芯片,顶层再贴装表贴元件及芯片来实现三维封装，蒸镀或溅射的金属膜与芯片电极相连，构成电路图形,并连至其他电路,能增大芯片的有效三维散热面积,总体上有薄膜覆盖和嵌入式封装技术方案之分,前者可制作耐压等级高、电流大、高效散热的功率模块；后者可大大缩小模块体积，提高功率密度。

7.3 封装外壳

功率模块的封装外壳是根据其所用的不同材料和品种结构形式来研发的，常用散热性好的金属封装外壳、塑料封装外壳，按最终产品的电性能、热性能、应用场合、成本,设计选定其总体布局、封装形式、结构尺寸、材料及生产工艺。例如,DBC基板侧向、向上、向下引脚封装均采用腔体插入式金属外壳，由浴盆形状框架腔体和金属盖板构成，平行缝焊封接密封封装.为提高塑封功率模块外观质量，抑制外壳变形，选取收缩率小、耐击穿电压高,有良好工作及软化温度的外壳材料,并灌封硅凝胶保护.新型的金属基复合材料铝碳化硅、高硅铝合金也是重要的功率模块用封装外壳材料。

功率模块内部结构设计、布件与布线、热设计、分布电感量的控制、装配模具、可靠性试验工程、质量保证体系等的彼此和谐发展，促进封装技术更好地满足功率半导体器件的模块化和系统集成化的需求。

8 结束语

PIC集中体现了SoC技术优势，功率、高压、大电流器件通常采用纵向导电结构，因制作工艺极为不同而难以完成单片集成。在一定技术条件下，混合IC封装却有更好的技术性能与较低

成本，并具备良好的可实现性，在信息电子中有很多成功之例，如微处理器内核与高速缓存封装构成奔腾处理器.功率模块采用混合IC技术方案，同样可达到集成的目的,封装是最为关键的内核，较好地解决不同工艺的器件芯片间的电路组合、高电压隔离、分布参数、电磁兼容、功率器件散热等技术问题,针对实际生产中的技术与工艺难点进行包装,现以中功率IPM、DC／DC模块为主流,进一步向大功率发展。

纸盒包装结构设计范例

南京林业大学包装容器结构设计课程设计学院（系）：木材工业学院专业：包装工程学生姓名：唐海军学号：课程设计题目：电子辞典外包装结构设计起迄日期: 2011．12．12. 月日~ 1 月5 日课程设计地点:校内指导教师:朱南峰

第一部分设计思路一．市场调研产品包装，应当遵循适当、可靠、美观、经济的原则。由于产品的品种繁多，性能各有不同，要求也不一样，因此，在进行产品包装设计时所考虑的问题也不相同。一般可从下面三方面来考虑：（1）被包装产品的性能被包装产品的性能，主要包括产品的物态、外形、强度、重量、结构、价值、危险性等，这是进行包装设计时首先应考虑的问题。（2）环境对产品的影响产品在流通过程中，会遇到不同环境，它们对包装会产生不同影响，故应采取相应措施。（3）包装方式的选择包装方式的选择对产品保护甚为重要，只有对产品性能及流通条件作全面了解，制定几种方案，进行经济评估，才能找到合适的包装方式。电子产品的显著特点，就是最怕碰撞、挤压、潮湿、高温以及静电隐患的威胁。所以，电子产品的包装工艺设计，应该注重从这些基本的要求入手，采取相应的技术措施进行控制。鉴于大部分的电子产品属于精密的工业产品，包装设计应该考虑到在运输、搬运以及储存的过程中，包装可以承受一定的外力的碰撞与冲击，防止外壳或者机芯零部件的损坏；可以抵抗外力或者各包装箱体在堆码或运输颠簸中出现的相互挤压，防止包装物或者产品的变形；可以抵御雾、露、雨水、蒸气的润湿，有效的防止电子产品的氧化、生锈、短路等问题的出现；应该具有良好的反辐射的性能，具有耐晒而不吸收日光热能，防止产品机壳或者机芯出现变形以及损坏等不良情况；可以比较有效的抑制在运输以及搬运的过程中的震动与摩擦的产生，防止静电而造成电子产品的损坏或者酿成意外火灾事故。在日常的生产过程中，因为设计考虑不周以致包装物出现缺陷情况不乏出现，如制版设计的时候将纸盒侧边的搭接舌方向放置在正面，造成纸盒成型之后摇盖扣舌和侧边的搭接舌相对应。这样，一方面摇盖扣舌扣入的时候比较容易碰到搭接舌，另一方面扣舌扣之后纸盒受到搭接舌厚度支衬的影响，使靠近搭接舌侧边出现明显的空隙。因此，制版、拼版的时候，应该将侧边的搭接舌设计为和摇盖扣舌的同一边版面中，使搭接舌搭接部位不与摇盖扣舌相碰，确保成型后的摇盖扣舌部位不产生明显的空隙。除此之外，搭接舌长度设计是否合适，影响着包装产品的使用效果，如果纸盒的搭接舌长度设计过小的话，涂胶、粘合的时候比较容易因溢胶而造成相互粘连现象，搭接舌过小又比较容易使纸盒的粘合和整体强度明显的下降，影响包装的使用效果。所以，一般小型纸盒的搭接舌长度不小于1.2cm，纸箱的搭接舌长度不小于2.6cm，才可以比较好地确保粘合强度，提高 deronduty duri ngmajore qui pmentover haul,beforea ndafterthe shifttode signate dstafftounderstandthe operationofequi pmentint hee qui pmentandche ckonfocus.2,e qui pmentrepairequipme nttosele ctmainte nancecheckatle asttwicea weektokeye qui pmentanddefe ctiv edevi cestoi ncrea sethefreque ncyofi nspection.Teamlea derde dicate dtothe deviceeverydayoperationofalldeviceswithint hescopeofmainte nancepersonnel understa ndthemaintenanceandinspe ctionofkeyequipment.Paragraph3,the ow nerandprofessionalandtechni calpersonnel shoul dbecarrie doutdailyafterwork sitevisitinspe ction...Eve ning.Contr olroom:focusedoncoal seamsponta ne ouscombusti onundertroubleshooting,help,landsli de,coalfire,eart h-movi ng,roa dcar wallsitesafetysupervi sion,andconscie ntiouslyimpleme nttheminerectificati onmeasures.Productionte chnol ogyse ction:isre sponsiblefortroubl eshooti ngwhet herexistsS upercapacity,andSuper

功率模块封装结构及其技术

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。

包装结构设计完整

一、包装 1.包装的含义包装，常备单纯地理解为盛装商品的容器，有时也被理解为包装商品的过程。美国包装学会对于包装的定义：包装是符合产品的需求，依据最佳的成本，便于货物的转送、流通、交易、储存于贩卖而实施的统筹整体系统的准备工作。日本对包装的定义是：包装便于物品的输送及保管，并维护商品的价值，保持商品的状态而适当的材料或容器对物品所实施的技术及实施的状态。中国；包装是在为流通过程中保护产品、方便贮存、促进销售，按一定的技术方法而采用的容器、材料和辅助物等总的名称。包装的目的是保护产品、方便贮存、促进销售。 2包装的功能包装的功能是指，包装所具有的保护装物，使其不致损坏的能力与效率。包装的功能的作用对象并不是单一的，有针对装物，有的则是为了消费者。 a，容装功能。 b，计量功能 c，保护功能。保护功能是包装的基本功能。包装的保护功能主要体现在两个方面；一是保卫功能，保卫功能是指包装必须具有保持装物不受外力的侵犯，并且具有维持与昂装的能力。具体就是说包装具备防震动、防冲击、防折裂、防挤压、防辐射、防盗窃等能力：二是贮存功能，包装具有储存、保质的能力。 d，方便功能。是指包装具有使装物在保护、贮存等方面的便利，从而提高物品的流通效率。具体表现在五个方面；一是方便运输，二是方便储存，（易堆放，可以减少仓储的费用，提高仓储效率）三是方便销售（适当的销售包装，有利于在橱窗、货架上列和销售）四是方便使用，五是方便处理（包装材料必须符合环保要求，便于使用后的处理） e，促销功能。是指包装具有吸引消费者、促进销售的能力。 f，社会功能。包装系统是生产系统与社会发生联系的重要媒介，反映着当代生产、技术发展水平，以及消费趋势和消费水平。 3包装分类 a按包装的目的分。可分为销售包装和运输包装（工业包装）。销售包装是以销售为主要目的的包装，与装物一起到达消费者手中，具有防护、美化和宣传产品，促进销售的作用。销售包装的容量相对较小，造型精美，在结构上注重使用、方便，设计上追求和强化心理效应；运输包装又称工业包装，使用于工业用品或一些产品在运输时使用的包装。以运输、贮存为主要目的，具有保障产品安全，方便储运装卸，加速交换的作用。运输包装一般容量较大，相对于销售包装更注重包装的强度、防震等功能及实用方面的要求，对于外观装饰设计比较不注重。 b按包装的相对位置分。可分为包装和外包装。包装是指商品的部包装，目的在于保护商品，是为了容物单件分量盛装和满足美化要求所设计的包装。外包装是指容物及其包装的再包装，是贮运、携带或进一步保护商品而设计的包装。 c按包装材料分。包装材料多种多样，总体上可以根据材料的硬度分为软包装和硬包装。软包装是指在充填或取出容物后，容器形状可发生改变的包装，这类用的材料一般是由纸、纤维制品、塑料薄膜或符合材料制成的；硬包装是指充填或取出容物后，包装形状基本不发生变形的包装，这类包装的材料一般是由金属、木材、玻璃、压缩包装、器及硬质塑料等制成，具有较高的强度和硬度。

新型结构IGBT功率模块

新型结构IGBT功率模块—flowPHASE lowPHASE、变频器、寄生电感 1 引言在中大功率变频器的设计中，IGBT模块已经得到越来越广泛的应用。但由于现有IGBT模块继承了以前大功率晶闸管的结构特点，仍然采用螺栓式的连接方法。造成的问题一是寄生电感大，EMI问题严重；二是由于必须通过铜排进行连接，成本高。泰科电子（Tyco）针对以上问题，推出了新型结构的IGBT功率模块：flowPHASE 0，如图1所示。它是基于Power flow的设计理念进行设计，寄生电感小，而且非常方便布线；另外在结构设计上继续采用Clip in技术，使得电路板，功率模块和散热器的连接更加简单可靠。flowPHASE 0家族的模块是半桥结构，现有产品可以覆盖变频器15kW到30kW的应用。图1 flowPHASE 0 IGBT模块示意图 2 PCB布线对于模块本身的设计,结构的紧凑性很重要,但是更重要的是如何合理的布局模块的管脚。泰科flowPHASE 0模块在结构布局上具有以下特点,如图2所示。图2 全桥逆变使用示意图 ● 模块内部电流流距短； ● 模块内部强弱电隔离分布； ● 在模块内部芯片布局时，综合考虑了外部PCB布线的简易性； ● 模块符合UL认证标准。

这些特点使得模块在实际应用时具有以下优点： ● 功率线短，方便布线且寄生电感小； ● 只要两层电路板就可以满足要求； ● 输入，输出功率线没有交叉，电磁兼容性好； ● 门极驱动管脚靠近驱动电路，驱动特性好； ● 使得变频器紧凑结构设计成为可能。 3 寄生电感在高频应用场合中，寄生电感是造成IGBT关断过电压，关断损耗增加的罪魁祸首。因为在关断IGBT 时，由于电流突变，会在寄生电感上感应出一个电压。这个电压叠加在直流母线电压上造成关断电压尖峰，具体原理如下式所示： VCE(peak)=VCE+L×di/dt 其中寄生电感L是直流母线上电流流过IGBT所包围的面积的等效电感，如下图3所示。图3 寄生电感示意图所以对于变频器设计者来说，如何有效降低回路中的寄生电感就显得非常重要。flowPHASE 0模块由于按照Power flow的设计理念进行设计，模块内部寄生电感小。另外它的结构特点使得用户可以在PCB正反两面叠加布置直流母线，这样可以大大降低直流母线电压正负端的距离，从而减小回路面积，降低模块外部寄生电感。 4 热特性考虑到模块应用上的高功率密度，模块内部使用了直接铜熔结（DCB-Direct Copper Bonding）陶瓷基板。对于通用型模块，flowPHASE 0使用了三氧化二铝（Al2O3）陶瓷基板，对于高性能产品，使用了氮化铝（AlN）陶瓷基板，它的导热性能要比Al2O3好五倍以上。为了降低整个IGBT模块的功率损耗，模块内部使用了最新的低损耗型沟槽栅场终止芯片。另外由于flowPHASE 0是半桥结构模块，通过分散放置，可以有效降低中心热点的温度，改善模块的热特性，最大化的利用散热器，具体如图4所示。

包装设计策划样本

“伊利酸奶”包装策划案课程名称:产品广告与包装设计姓名:XXX 教师:XXX

学号:XXXXXXX 学院:XXXXXXXX学院目录一、包装内容 1.产品物理特性 2.产品类型 3.产品容量及价格定位 4.产品生产公司历史二、市场调研 1.市场基本状况及有关产品与自身产品比较 2.目的消费者基本状况

三、设计定位 1.拟定材料 2.选用造型 3.设计方向 “伊利酸奶”包装设计策划案一．包装内容 1.产品物理特性：酸奶属于流体重要采用塑料和纸质两种材质咱们这里选用塑料作为容器合身，然后以锡纸盖封口。 2.产品类型：乳制品，伊利“小博士”酸奶，

3.产品容量及价格定位：产品容量160克，价格定位三到五元。 4.产品生产公司历史：内蒙古伊利实业集团股份有限公司是全国乳品行业龙头公司之一，是国家520家重点工业公司和国家八部委首批拟定全国151家农业产业化龙头公司之一，是北京奥运会唯一一家乳制品赞助商，也是中华人民共和国有史以来第一种赞助奥运会中华人民共和国食品品牌。二．市场调查 1. 市场基本状况及有关产品与自身产品比较酸奶行业市场辽阔利润丰厚,有着庞大消费群体,适合各个年龄阶段人使用，可以说是老少皆宜健康食品。当前市场上生产酸奶公司重要有光明,蒙牛和伊利,三元等,其中伊利,光明和蒙牛凭借着先进技术和良好品牌,丰富产品,占据着较大市场份额。

市场基本状况：数据显示，蒙牛占据了28%左右市场，伊利占据了17%左右，光明占据了15%左右。除此之外，外国某些品牌也开始着手拓展中华人民共和国市场。随着人们购买能力和健康意识进一步提高，酸奶行业将引来更大发展。酸奶属于大众型乳制品，消费者遍及各个年龄阶段各个行业受众范畴比较广，而酸奶制品自身价格比较低，当前市场酸奶包装重要分为瓶装和盒装，瓶装重要有塑料瓶和玻璃瓶，公司重要有伊利，蒙牛和光明。伊利：内蒙古伊利实业集团股份有限公司是全国乳品行业龙头公司之一，是国家520家重点工业公司和国家八部委首批拟定全国151家农业产业化龙头公司之一，是北京奥运会唯一一家乳制品赞助商，也是中华人民共和国有史以来第一种赞助奥运会中华人民共和国食品品牌。伊利和海尔跻身中华人民共和国市场

电子封装技术发展现状及趋势

电子封装技术发展现状及趋势摘要电子封装技术是系统封装技术的重要内容，是系统封装技术的重要技术基础。它要求在最小影响电子芯片电气性能的同时对这些芯片提供保护、供电、冷却、并提供外部世界的电气与机械联系等。本文将从发展现状和未来发展趋势两个方面对当前电子封装技术加以阐述，使大家对封装技术的重要性及其意义有大致的了解。引言集成电路芯片一旦设计出来就包含了设计者所设计的一切功能，而不合适的封装会使其性能下降，除此之外，经过良好封装的集成电路芯片有许多好处，比如可对集成电路芯片加以保护、容易进行性能测试、容易传输、容易检修等。因此对各类集成电路芯片来说封装是必不可少的。现今集成电路晶圆的特征线宽进入微纳电子时代，芯片特征尺寸不断缩小，必然会促使集成电路的功能向着更高更强的方向发展，这就使得电子封装的设计和制造技术不断向前发展。近年来，封装技术已成为半导体行业关注的焦点之一，各种封装方法层出不穷，实现了更高层次的封装集成。本文正是要从封装角度来介绍当前电子技术发展现状及趋势。

正文近年来，我国的封装产业在不断地发展。一方面，境外半导体制造商以及封装代工业纷纷将其封装产能转移至中国，拉动了封装产业规模的迅速扩大；另一方面，国内芯片制造规模的不断扩大，也极大地推动封装产业的高速成长。但虽然如此，IC的产业规模与市场规模之比始终未超过20%，依旧是主要依靠进口来满足国内需求。因此，只有掌握先进的技术，不断扩大产业规模，将国内IC产业国际化、品牌化，才能使我国的IC产业逐渐走到世界前列。新型封装材料与技术推动封装发展，其重点直接放在削减生产供应链的成本方面，创新性封装设计和制作技术的研发倍受关注，WLP 设计与TSV技术以及多芯片和芯片堆叠领域的新技术、关键技术产业化开发呈井喷式增长态势，推动高密度封测产业以前所未有的速度向着更长远的目标发展。大体上说，电子封装表现出以下几种发展趋势：（1）电子封装将由有封装向少封装和无封装方向发展；（2）芯片直接贴装（DAC）技术，特别是其中的倒装焊（FCB）技术将成为电子封装的主流形式；（3）三维（3D）封装技术将成为实现电子整机系统功能的有效途径；（4）无源元件将逐步走向集成化；（5）系统级封装（SOP或SIP）将成为新世纪重点发展的微电子封装技术。一种典型的SOP——单级集成模块（SLIM）正被大力研发；（6）圆片级封装（WLP）技术将高速发展；（7）微电子机械系统（MEMS）和微光机电系统（MOEMS）正方兴未艾，它们都是微电子技术的拓展与延伸，是集成电子技术与精密

(最新整理)功率模块封装结构及其技术

(完整)功率模块封装结构及其技术编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)功率模块封装结构及其技术）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)功率模块封装结构及其技术的全部内容。

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.

电子封装技术

电子封装技术专业本科学生毕业后动向及出路分析 080214S：电子封装技术专业专业级别：本科所属专业门类：材料类报读热度：★★★ 培养目标：培养适应科学技术、工业技术发展和人民生活水平提高的需要，具有优良的思想品质、科学素养和人文素质，具有宽厚的基础理论和先进合理的专业知识，具有良好的分析、表达和解决工程技术问题能力，具有较强的自学能力、创新能力、实践能力、组织协调能力，爱国敬业、诚信务实、身心健康的复合型专业人才，使其具备电子封装制造领域的基础知识及其应用能力，毕业后可在通信设备、计算机、网络设备、军事电子设备、视讯设备等的器件和系统制造厂家和研究机构从事科学研究、技术开发、设计、生产及经营管理等工作，并为学生进入研究生阶段学习打好基础。专业培养要求：本专业学生主要学习自然科学基础、技术科学基础和本专业领域及相关专业的基本理论和基本知识，接受现代工程师的基本训练，具有分析和解决实际问题及开发软件等方面的基本能力，因此，要求本专业毕业生应具备以下几个方面的知识和能力： 1.具有坚实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础知识及正确运用本国语言和文字表达能力； 2.具有较强的计算机和外语应用能力； 3.较系统地掌握本专业领域的理论基础知识，掌握封装布线设计、电磁性能分析与设计、传热设计、封装材料和封装结构、封装工艺、互连技术、封装制造与质量、封装的可靠性理论与工程等方面的基本知识与技能，了解本学科前沿及最新发展动态； 4.获得本专业领域的工程实践训练，具有较强的分析解决问题的能力及实践技能，具有初步从事与本专业有关的产品研究、设计、开发及组织管理的能力，具有创新意识和独立获取知识的能力。专业主干课程： 1.微电子制造科学与工程概论

11常用纸盒包装结构设计

希望大家得到帮助！常用纸盒包装结构设计一、插口式纸盒包装结构设计这是最常用的一种纸盒形式，造型简洁、工艺简单、成本低，如常见的批发包装多是用这种结构形式。二、开窗式纸盒包装结构设计这种形式的纸盒常用在玩具、食品等产品中。这种结构的特点是，能使消费者对产品一目了然，增加商品的可信度，一般开窗的部分用透明材料补充。三、手提式纸盒包装结构设计这种形式的纸盒式常用在礼盒包装中，其特点是便于携带。但要注意产品的体积、重量、材料及提手的构造是否相当，以免消费者在使用过程中损坏。四、抽屉式纸盒包装结构设计这种包装形式类似于抽屉的造型，盒盖与盒身是由两张纸成开，结构牢固便于多次使用。常见的有口服液的包装、盒装巧克力，等等。五、变形式纸盒包装结构设计变形式纸盒追求结构的趣味性与多变性，常适用于一些性格活泼的产品，如小零食、糖果、玩具等。这种结构形式较为复杂，但展示效果好。六、有盖式纸盒包装结构设计这种有盖式的结构又分为一体式与分体式两种。所谓一体式是指盖与盒身相连，是一纸成形，如香烟的包装；而分体式是指盖与盒身分开，二纸成形，如月饼包装。七、组合式纸盒包装结构设计组合式包装多用在礼盒包装中，这种包装形式中既有个包装又有中包装，它的特点是贵重华丽，但成本较高。以上七种是较为常用的纸盒结构形式，设计者在进行设计时要根据产品的特性，灵活运用。系列化包装设计策略：企业对所生产的同类别的系列产品，在包装设计上采用相同或近似的色彩、图案及编排方式，突出视觉形象的统一，以使消费者认识到这是同一企业的产品，产生自然联想，把产品与企业形象结合起来。这样做可以节约设计和印刷制作费用以及新产品推广所需要的庞大宣传预算，既有利于产品迅速打开销路，又强化了企业形象。等级化包装设计策略：消费者由于经济收入、消费目的、文化程度、审美水准、年龄层次的差异，对包装的需求心理也不所不同。因此，企业应针对不同层次的消费者的需求特点，制定不同等级的包装策略，以此来争取各个层次的消费群体，扩大市场份额。便利性包装设计策略：从消费者使用的角度考虑，在包装设计上采用便于携带、开启、使用或反复利用的结构特征，如手提式、拉环式、按钮式、卷开式、撕开式等便于开启的包装结构等，以此来赢取消费者的好感。配套包装设计策略：企业将相关联的系列产品配套包装销售，这种包装策略有利于带动多种产品的销售，同时还能提高产品的档次。附赠品包装设计策略：在包装内附送赠品，激发消费者的购买欲望。更新包装设计策略：更新包装的目的，一是改进包装，使销售不好的商品重新焕发生机，具备新的形象力和卖

现代功率模块及器件应用技术

现代功率模块及器件应用技术(1)-IGBT和MOSFET功率模块 0 引言最近20年来，功率器件及其封装技术的迅猛发展，导致了电力电子技术领域的巨大变化。当今的市场要求电力电子装置要具有宽广的应用范围、量体裁衣的解决方案、集成化、智能化、更小的体积和重量、效率更高的芯片、更加优质价廉、更长的寿命和更短的产品开发周期。在过去的数年中已有众多的研发成果不断提供新的、经济安全的解决方案，从而将功率模块大量地引入到一系列的工业和消费领域中。因此，有必要就功率模块的应用技术，如选型、驱动、保护、冷却、并联和串联以及软开关电路等，进行一次全面的系列介绍。 1 IGBT和MOSFET功率模块 1.1 应用范围如图1所示，当前众多的电力电子电路可由功率MOSFET或IGBT来实现。从上世纪80年代开始，它们先后出现于市场。与传统的晶闸管相比，它们具有一系列的优点，如可关断的特性（包括在短路状态下）、不需要缓冲网络、控制单元简单、开关时间短、开关损耗低等。

图1 功率半导体的应用范围现在，电力电子技术不断地渗透到新的应用领域中，这首先归功于IGBT和功率MOSFET的迅速发展。同时，它们的应用在其现有的领域内也在不断地深化。数年前，高耐压双极型功率晶体管还被广泛地应用着。而现在只能在少数例外情况下发现它的踪影，其位置已几乎完全被IGBT所取代。在电流达数十A或以上的应用中，功率MOSFET及IGBT大多为含有硅芯片的绝缘式功率模块。这些模块含有一个或数个晶体管单元，以及和晶体管相匹配的二极管（续流二极管），某些情况下还含有无源元件和智能部分。虽然功率模块存在仅能单面冷却的缺点，但它还是被广泛地应用于大功率电力电子技术中，与同期问世的平板式IGBT/二极管器件一争高低。尽管平板式器件在双面冷却的条件下可以多散发约30％的热损耗，但功率模块仍然受到用户广泛的欢迎。其原因除了安装简易外，还在于模块的芯片和散热器之间的绝缘、其内部多个不同元器件的可组合性、以及由于大批量生产而导致的低成本。在当今的市场上，尽管各种有竞争性的功率器件都在不断地发展，但是IGBT模块却稳稳胜出，它的功率范围也在不断延伸。目前生产的IGBT模块已具有了65kV、4.6kV、3.3kV和2.5kV的正向阻断电压。以此为基础，MW 级的、电压至6kV的变流器（采用IGBT串联的电路）已经出现。另一方面，MOSFET则被应用于越来越高的频率范围。今天，使用合适的电路拓扑与封装技术，已经可以在500kHz 以上实现较大的电流。 IGBT和MOSFET模块已经成为集成电子系统的基本器件，同时也正在成为集成机电系统的基本器件。 1.2 结构和基本功能下面所述的功率MOSFET和IGBT均指n沟道增强型，因为，它代表了构成功率模块的晶体管的主流。在一个正向的驱动电压作用下，一块p导通型的硅材料会形成一个导电的沟道。这时，导电的载流子为电子（多子）。在驱动电压消失后，该器件处于截止状态（自截止）。在大多数情况下，人们采用图2和图4所示的垂直式结构。在这里，栅极和源极（MOSFET）或发射极（IGBT）均位于芯片上表面，而芯片底面则构成了漏极（MOSFET）或集电极（IGBT）。负载电流在沟道之外垂直通过芯片。在图2所示的功率MOSFET和图4所示的IGBT具有平面式栅极结构，也就是说，在导通状态下，导电沟道是横向的（水平的）。平面栅极（在现代高密度晶体管中更发展为双重扩散栅极）仍是目前功率MOSFET和IGBT中占统治地位的栅极结构。平面式MOSFET和IGBT结构是从微电子技术移植而来的，其漏极或集电极由n＋（MOSFET）或p＋（IGBT）井区构成，位于芯片表面。负载电流水平地流经芯片。借助于一个氧化层，n区可以与衬底相互隔离，从而有可能将多个相互绝缘的MOSFET或IGBT与其他结构一起集成于一个芯片之上。由于平面式晶体管的电流密度仅能达到垂直式结构的30％，因而明显地需要更多的安装面积，所以，它们主要被用在复杂的单芯片电路中。从构造上来看，功率MOSFET（图2）以及IGBT（图4）由众多的硅微单元组成。每cm2芯片上的单元数可达8.2×105（最新的耐压为60V的MOSFET）以及1×105（高耐压IGBT）。图2、图4显示了MOSFET和IGBT具有相似的控制区结构。 n－区在截止状态下构成空间电荷区。p导通井区被植入其内，它在边缘地带的掺杂浓度较低（p－），而在中心地带则较高（p＋）。

包装策划概述

第一章包装策划概述商品包装策划在销售活动中的地位和作用越来越令人瞩目，包装策划，就是对某的包装或某项包装开发与改进之前，根据企业的产品特色与生产条件，结合与人们的，对产品的市场目标、包装方式与档次进行整体方向性规划的活动。包装策划使得商品五彩缤纷、魅力十足。它们作为商品的脸面和衣着，以“第一印象”进入消费者眼帘，发挥着对消费者购买心理的诱导作用。在商品经济面向全球市场的今天，包装策划作为现实商品价值和使用价值的一种手段，新产品出来后，首要任务是将其商品化，进行包装，然后进入市场。“包装有时候比盛装在里面的产品还重要”，这句话足以说明包装在整个企业或公司推广其产品所起的地位与作用。那么，产品原型出来经过测试之后，如何进行包装设计策划，包装设计工作如何展开，本章将作详细介绍。第一节包装及其设计概述是指产品的容器和外部包扎，是的重要内容，有着识别、便利、美化、增值和等功能。包装是产品不可分割的一部分，产品只有包装好后，才算结束。产品包装是一项技术性和艺术性很强的工作，通过对产品的包装要达到以下效果：显示产品的特色和风格，与和质量水平相配合，包装形状、结构、大小应为、携带、保管和使用提供方便，应适合，尊重的宗教信仰和风俗习惯，符合法律规定等。策划方案决策的正确与否，是直接影响包装具体设计成败的重要因素。所以说，包装策划是进行正确有效设计的前提基础。设计策划活动的目的在于通过相关人员的集体讨论交流信息，集中的智慧，明确设计任务内容目标，根据产品的性质特点与市场流通意图，生产条件等，确定包装的基本方式、档位与设计方向（如礼品或旅游纪念品包装，大众化实用型消费包装，的主销市场流向等）。鉴于策划在包装整体系统化设计中的重要作用，所以，参与设计策划活动一般要求企业的有关、设计、、生产、技术等相关的人员，参加，设计人员应认真听取各方面的意见充分发表自己的看法，由企业负责人集中群体的意见决策设计方向目标与要求，并由相关专业人员执笔形成包装策划方案，为开展具体设计活动打下基础。现代商品经济的发展要求新颖的包装使同类商品在市场中能脱颖而出，要求包装在开发新产品的过程中更好地发挥作用。现代的包装策划，已不仅仅为了保护、储存商品而存在，它还要具备运输、携带的方便性，使用的经济性和科学性。包装在很大程度上影响着销售，同时人类又不能制造大量的包装垃圾在破坏自身的生存和发展。所以新材料、新科技的发展以及资源的回收利用对包装策划来说十分重要，那包装策划的工作就有这几项具体的过程：一、产品的商品化一旦产品决定要向市场销售，必须进行包装前的一些准备工作。具体来说必须做如下一些决策。 1、确定生产规模，建立生产线及生产基地。 2、给产品命名。一个产品拥有一个好的名称非常重要。因为产品名称一方面具有法律意义，即我们常说的商标（trade mark）；另一方面它又包含商业意味，即人们常说的“品牌”。至于如何给产品取一个爽口好听的名字，本书将在品牌策划中详细探讨。

包装结构设计期末复习资料

包装结构设计复习大纲考试题型：名词解释、填空、判断、选择、简答、计算第一章包装结构设计总论 1.包装结构及包装结构设计的定义包装结构指包装设计产品的各个有形部分之间相互联系、相互作用的技术方式。广义的包装结构包括：（1）材料结构（2）工艺结构（3）容器结构包装结构设计指从科学原理出发，根据不同包装材料、不同包装容器的成型方式，以及包装容器各部分的不同要求，对包装的内、外构造所进行的设计。 2.包装结构设计的几个重要属性（详见课本p1）从设计的目的上主要解决科学性、技术性；从设计的功能上主要体现容装性、保护性、方便性、“环境友好”性；同时与包装造型和装潢设计共同体现显示性与陈列性 3.包装结构设计与相邻课程之间的关系包装工程可以简化为由包装设计、包装材料、包装机械和包装工艺四个大的主要子系统组成，而包装结构设计、包装造型设计和包装装潢设计则同是包装设计这一子系统内更深层次的子系统。包装设计是包装工程的核心主导，包装材料、包装机械和包装工艺是包装工程的基础。包装结构设计与造型设计、装潢设计的关系：（1）三者具有一定关联性（2）三者具有共同的目的性（3）三者具有相辅相成的综合性4.包装容器的设计原则和要求 1）科学性原则：科学性原则就是应用先进正确的设计方法，应用恰当合适的结构材料及加工工艺，使设计标准化、系列化和通用化，符合有关法规，产品适应批量机械化自动生产。 2）可靠性原则：可靠性原则就是包装结构设计应具有足够的强度、刚度和稳定性，在流通过程中能承受住外界各种因素作用和影响。 3）创新性原则： 4）宜人原则： 5）经济性原则：经济性是包装结构设计的重要原则，要求合理选择材料、减少原材料成本、降低原材料消耗，要求设计程序合理、提高工作效率、降低成本等。 6）绿色原则 A在提高包装设计的科学、可靠功能时，不能忘记包装设计的经济效果和社会效果。 B在提高包装设计的经济效果时又不能单纯地追求利润价值，而要考虑到包装对人们生活各个环节所带来的影响。 C在考虑设计的美观时，还要考虑到经济性原则，在材料选择方面也要遵循环境友好型原则。 5.包装及包装结构设计的常用方法设计条件分析·设计构思·确定设计方案·选定包装材料、辅助物料·确定技术要求·包装容器结构强度分析与计算·制作包装样器的模型或试样·容器试验或者：包装结构设计程序简介： 1)确定设计条件2)设计定位3)确定设计方案 4)试验分析与试销检验5)设计方案鉴定与验收 6.包装容器的典型设计计算

三电平IGBT功率模块

电子知识为了充分发掘系统层面的设计优势，以往主要集中在大功率应用的三电平中点钳位(NPC)拓扑电路近来也开始出现在中、小功率应用中。低电压器件改进后的频谱性能和更低的开关损耗，使得UPS系统或太阳能逆变器等需要滤波器的产品受益匪浅。迄今为止，为了实现三电平电路，只能通过采用分立式器件或至少将三个模块结合在一起。现在，采用针对较高击穿电压的芯片技术，通过将三电平桥臂集成到单独模块中，再配上驱动电路，就能够使得这种拓扑在新的应用中更具吸引力。三电平NPC拓扑的工作原理在三电平NPC的拓扑中，每一个桥臂由四个带反并二极管的IGBT以串联的方式连接，另外再配上两个二极管DH和DL，将它们中间节点连接到直流母线的中性点。其中所采用的所有功率半导体都具备相同的击穿电压。根据输出电压和电流的特点，一个周期的基频输出有四个不同续流工作状态。图1. 三电平NPC中某一个桥臂的换流回路。a) 短换流回路； b) 长换流回路从图1a可以看出，电压和电流处于正方向，T1和DH组成了BUCK电路的工作方式，而T2则以常通的方式输出电流。而电压和电流处于负向期间，T4与DB 组成了BOOST电路的工作方式，T3以常通方式输出电流。在上述两种情况下，换流只有发生在两个器件中，我们称之为短续流。然而当输出电流为负向而电压为正向的情况下，流过T3和DB的电流必须如图1b)所示换相至D2和D1。这种换流涉及到四个器件，因此称之为长换流回路。在其它情况下，会存在另一个长换流路径。在设计三电平变换器时，如何控制好长换流回路的杂散电感和过压问题，是设计人员所要面临的又一挑战。

图2 EasyPACK 2B封装针对三电平NPC拓扑的最新IGBT模块虽然总共集成4个IGBT和6个二极管的IGBT模块并不适用于高功率产品，但是只要功率范围一定，并且控制管脚数允许采用标准封装，它是可以适用于中、小功率产品的。图3 EconoPACK 4 封装对于小功率产品而言，如图3所示的EasyPACK 2B封装具备足够的DBC面积来集成一个完整的150A三电平模块桥臂。由于可在给定的栅格内任意布臵管脚，这些管脚即可以作为功率端子也可作为控制端子，因此这个封装可提供非常理想的连接方式。这种封装可提供辅助发射极端子，可确保IGBT的高速开关。对于电源端子而言，最多可采用8个端子并联，确保获得所需的额定电流以及降低杂散电感和PCB热量。对于中功率的产品，全新推出的EconoPACK 4封装提供了一种理想选择，它可集成三电平中所有功率器件。右边的三个功率端子用来把直流母线分开，为三电平逆变器带来极低的寄生电感，与它相对的两个功率端子并联起来作为每一个桥臂的输出端子。在模块封装的两侧是控制引脚，PCB驱动板可以通过这些端子直接连接。这种封装的三电平模块中的桥臂的最高电流高达300A。就降低杂散电感而言，将一个三电平相桥臂的所有器件集成至一个模块，是一种很有前景的解决方案。然而，很明显仅600V 的器件耐压使它很难满足典型应用，原因在于：母线电压的均压不理想，而且600 V器件开关速度太快。为了使设计更加容易并且确保器件在应用中具有更高的裕量，这些模块采用了增强型IGBT和二极管芯片，耐压达到650V。这些新的芯片与众所周知的600V IGBT3器件一样，具有相同

功率模块封装工艺

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。