燒結銀鍵合CLIP銅夾在碳化硅功率模塊上的應用

一 Cilp簡述

常規的功率模塊/均采用的鋁綁定線，由于成本相對較低，成熟度高，靈活性高而被廣泛使用。隨著SiC的不斷發展，芯片面積相對硅基較小，所能容納的鋁綁定線數量變得有限，同時SiC的高速開關特性，對于模塊的寄生參數更為敏感：

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

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，相應地提高可靠性，以及其靈活的形狀設計。在芯片面積越來越小時，Clip技術更能有效緩解這方面的問題。

相對于綁定線，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計和實現。

功率半導體器件結構可以分為好多層，其中影響長期可靠性的因素是CTE（熱膨脹系數）的匹配，CTE失配而引起的應力對可靠性產生很大的影響，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體材料之間CTE（鋁：23ppm/K,Si:3ppm/K）差異較大導致的。而銅的CTE約為16.5ppm/K，相應地可以減輕CTE失配帶來的熱機械應力問題，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，包括傳統的焊接，無壓銀燒結AS9375銀燒結以及銅燒結技術，無壓燒結銀AS9375銀燒結工藝參數的設定成為方案中的關鍵因素之一。