燒結(jié)銀鍵合CLIP銅夾在碳化硅功率模塊上的應(yīng)用

一 Cilp簡(jiǎn)述

常規(guī)的功率模塊/均采用的鋁綁定線，由于成本相對(duì)較低，成熟度高，靈活性高而被廣泛使用。隨著SiC的不斷發(fā)展，芯片面積相對(duì)硅基較小，所能容納的鋁綁定線數(shù)量變得有限，同時(shí)SiC的高速開(kāi)關(guān)特性，對(duì)于模塊的寄生參數(shù)更為敏感：

同時(shí)鋁綁定線的雜散電感較高，導(dǎo)電率較小。銅的導(dǎo)熱系數(shù)高，導(dǎo)電率高，所以有些模塊也嘗試使用銅線進(jìn)行綁定，如DCM系列中提到的DBB技術(shù)，而銅綁定線對(duì)于芯片表面的處理要求較高，故也有采用鋁包銅綁定線進(jìn)行折中選擇。

而銅引線框架，所謂的Clip方式加大了截面積和焊接面積，提供了更高的電流密度，同時(shí)間接地也為芯片提供了額外的散熱路徑，提高了功率模塊的散熱能力和功率循環(huán)的可靠性。

采取CLIP工藝，可以降低功率模組的寄生電感和電阻，增加載流能力，相應(yīng)地提高可靠性，以及其靈活的形狀設(shè)計(jì)。在芯片面積越來(lái)越小時(shí)，Clip技術(shù)更能有效緩解這方面的問(wèn)題。

相對(duì)于綁定線，銅引線框架更易于改變形狀，也就是雜散電感的分布更易于設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。

功率半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)可以分為好多層，其中影響長(zhǎng)期可靠性的因素是CTE（熱膨脹系數(shù)）的匹配，CTE失配而引起的應(yīng)力對(duì)可靠性產(chǎn)生很大的影響，例如鋁綁定線脫落就是其中較為典型的例子。這是由于鋁綁定線和半導(dǎo)體材料之間CTE（鋁：23ppm/K,Si:3ppm/K）差異較大導(dǎo)致的。而銅的CTE約為16.5ppm/K，相應(yīng)地可以減輕CTE失配帶來(lái)的熱機(jī)械應(yīng)力問(wèn)題，同樣又可以降低回路電感和電阻。

Clip粘接到其他表面的方式也有很多種，包括傳統(tǒng)的焊接，無(wú)壓銀燒結(jié)AS9375銀燒結(jié)以及銅燒結(jié)技術(shù)，無(wú)壓燒結(jié)銀AS9375銀燒結(jié)工藝參數(shù)的設(shè)定成為方案中的關(guān)鍵因素之一。