功率电子封装技术及确定其热阻的实现方法研究

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1、http://www.dianzifengzhuang.com/功率电子封装技术及确定其热阻的实现方法研究摘要：随着用户对功率电子散热效果要求的提高，早先在功率封装上附加散热片的方法实现起来很困难。本文在介绍了功率电子器件的工艺技术后，详细地讨论了封装技术对功率电子的重大影响，并以热增强型封装、热插片封装为例，描述了功率封装的动、静态特性，并给出了计算热阻的处理步骤和测量电路，具有一定的参考价值。关键词：功率工艺功率封装散热片热阻PowerPackageandRealisticMethodofT

2、hermalResistanceCalculation　Abstract：Asusershavehigherdemandstotheresultofheatsinkofthepowercomponent，settingheatsinkeronthepowerpackageisnoteasytorealizeanymore.Thetechnicsofpowercomponentisintroduced.Thenthegreatinfluenceofpackageonpowercomponentis

3、illustrated.Thispapertakesthethermalenhancement-typepackageandthermaltabpackageforexamplestodescribetheirstaticanddynamiccharacteristics.Atlastthemeasurestepsandcircuitofthermalresistancedesignarepresentedandhavecertainreferentialvalue.Keyword:powert

4、echnicspowerpackageheatsinkthermalresistance1引言功率半导体在工业、汽车、消费电子等领域的应用越来越广泛，主要用于执行机构和供电元。随着功率电子工艺技术的改进和用户对其散热效果要求的提高，早先在功率封装上附加散热片的方法实现起来很困难，而且PCB的布局对散热效果有很大影响，为减小PCB布局难度，要采用新的方法确定功率封装的热阻。2功率电子的工艺技术功率半导体产品的集成水平（复杂性）决定其产品性能。每个独立的产品组都可以采用专用技术来优化实现。1.1 基

5、本工艺:(1)CMOS工艺：CMOS(互补MOS)只包含P沟道和N沟道，不包括任何双极型和其他器件。这里的晶体管是通过P阱和N阱和一个多晶硅栅构造而成。用多晶硅层构成电阻，使用多晶硅和掺杂的衬底作为电容平板，栅极氧化物作为电介质，CMOS工艺对于构造逻辑功能是最优的。从根本上说，这一工艺可以制造一系列低压器件(5V，3V，1.8V)，实现在极小元件里的高集成密度。(2)双极型工艺：双极型工艺使用NPN型和PNP型双极型晶体管作为有源元件。双极型工艺并不需要多晶硅栅。这种工艺步骤很少，性价比高。集

6、成密度取决于工艺的电压等级。通过改变晶体管的尺寸可得到各种不同的电压等级。(3)DMOS工艺：DMOS(双扩散MOS)晶体管是针对大电流、高电压而优化设计的。为了提高击穿电压而将这类元件设计成长沟道结构。将几个单元并联来实现大电流(低的导通电阻)和高能量密度。DMOS工艺比逻辑工艺具有更厚的栅极氧化层，这样可以制造出更坚固的器件。如果这些基本的工艺以逻辑方式组合起来，可以得到下列不同的组合工艺，根据它们的专有特性可以适用于特定的应用领域。http://www.dianzifengzhuang.c

7、om/(4)BC工艺：BC工艺在一种工艺内包含有双极型和CMOS元件。这种组合可实现多种模拟功能，如高精度参考电压电路。(5)CD工艺：CD工艺集CMOS和DMOS元件于一身。这样可将一个大电流、大功率和逻辑功能结合在一个集成电路上。(6)BCD工艺：BCD工艺将双极型、CMOS和DMOS元件联合在一起，可以制造出具有不同电压等级的元件。CMOS允许高逻辑密度，从而集成微控制器。双极型和CMOS的组合可以实现高精度参考电压电路。DMOS晶体管使开关高电流和高电压(至20A和80V)成为可能。在一

8、些情况下要用到不止一个栅极氧化物层，以实现低电压逻辑电路(如亚微细逻辑)的高集成密度，可能需要多个多晶硅阻性层。凭借先进的BCD技术，可能实现超过25个感光层(掩膜)。但是这会导致比CMOS之类工艺更高的成本。1.2功率MOSFET功率金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)在很多情况下用作开关而很少用到它们的模拟功能。作为开关使用时有下面几种不同的工作状态：(1)晶体管关断在尽可能高的电压下流过尽可能小的电流。相关的参数是击穿电压和漏电流。(2)晶体管开通在这种状态下，为了使电流等级尽可能高，导