功率半導(dǎo)體器件又被稱為電力電子器件，是電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)，也是構(gòu)成電力電子變換裝置的核心器件。功率半導(dǎo)體器件處于現(xiàn)代電力電子變換器的核心地位，它對裝置的可靠性、成本和性能起著十分重要的作用。功率半導(dǎo)體器件根據(jù)集成程度可分為功率IC和功率半導(dǎo)體分立器件。功率IC是將功率分立器件與驅(qū)動、保護等電路集成在一個半導(dǎo)體晶片上；功率分立器件可分為二極管、晶體管、晶閘管三大類別，晶體管中MOSFET、IGBT、BJT應(yīng)用廣泛。

技術(shù)正在不斷發(fā)展。工業(yè)部門跟隨發(fā)展，公司專注于市場上最需要的應(yīng)用，根據(jù)消費者的需求改變他們的生產(chǎn)重點。AMX 為其燒結(jié)壓機發(fā)明了一種新型燒結(jié)工具?Micro-Punch，它可以獨立地以特定壓力（熱敏電阻、IGBT、MOSFET）將每個組件壓在基板上，芯片，芯片）。據(jù) AMX 稱，Micro-Punch 工具可確保壓力均勻并消除以下高價值問題：模具斷裂、傾斜、分層和空隙。Micro-Punch 工具對芯片的數(shù)量或放置沒有限制；它可以適應(yīng)任何 DBC 尺寸或配置，并且可以獨立壓制最薄和最小的模具，即使它們彼此非常接近。

加壓燒結(jié)

銀 （Ag）/銅 （Cu） 壓力燒結(jié)（見圖 1）是一種應(yīng)用于粉末材料（即納米顆粒）的熱處理工藝，以提供更高的強度、完整性和導(dǎo)電性。據(jù) AMX 稱，燒結(jié)目前被認(rèn)為是連接電力電子元件的最可靠技術(shù)。銀燒結(jié)膏是目前應(yīng)用最廣泛的材料。熔點約為 960?C，銀燒結(jié)膏的熱導(dǎo)率介于 130 和 250 W/（m·K） 之間。銀燒結(jié)膏對環(huán)氧樹脂具有很高的附著力，可以將組件保持在固定位置以實現(xiàn)出色的管理，并且通?？梢蕴岣吖に嚨目偖a(chǎn)量。下一代需要銅燒結(jié)，特別是為了實現(xiàn)顯著的成本節(jié)約。與其他粘合方法相比，

• 它具有最佳的導(dǎo)熱系數(shù) （》150 W/（m?K））。
• 它具有最好的導(dǎo)電系數(shù)。
• 它在耐久性測試中提供了最佳結(jié)果，甚至比焊接互連好 100 倍。
• 它顯示出較高的重熔溫度 （》400?C）。

據(jù) AMX 稱，其專利壓力燒結(jié)技術(shù)允許：

• 在 DBC/AMC 和其他電鍍基板或裸銅上燒結(jié)硅和碳化硅
• 框架/離散
• 嵌入式模具、夾子、墊片等。
• 不同材料、表面和工藝的相互作用

新應(yīng)用包括多級互連、集成模塊、組件連接、配電、UPS 轉(zhuǎn)換和存儲、充電站、逆變器、伺服電機、雷達(dá)和傳感器。

圖 1：壓力燒結(jié)示意圖

一種新方法：Micro-Punch

在研究過程中，該公司獲得了一項創(chuàng)新專利，該創(chuàng)新從燒結(jié)工藝中獲得了最佳效果，如圖 2 所示。這就是 Micro-Punch 系統(tǒng)，它與傳統(tǒng)系統(tǒng)完全不同，比以前的系統(tǒng)有了顯著的進步用過的。第一個系統(tǒng)由一個單一的壓力機組成，它對所有組件施加相同的力。各種部件的任何厚度差異都不可避免地帶來問題。換句話說，如果在某個點上面團層稍厚，則所有壓機的力都精確地施加在該點上，從而使壓力不成比例地增加并增加了材料破裂的風(fēng)險。

該公司通過 Micro-Punch 系統(tǒng)引入了一項重大創(chuàng)新：現(xiàn)在使用專用壓機在每個點上獨立施加壓力。結(jié)果，之前的問題被消除了。AMX 的銷售經(jīng)理 Alessio Greci 說：“AMX 專利徹底革新了這個生產(chǎn)領(lǐng)域。比賽開發(fā)了一些中間和替代解決方案，通常將幾個壓力機分組為子組，但 MicroPunch 系統(tǒng)在可重復(fù)性方面表現(xiàn)出色，尤其是在高級包裝應(yīng)用中，盡管擁有成本和處理時間相同?！?/p>

圖 2：AMX 獲得專利的方法之一（右）與經(jīng)典方法（左）

圖 3：AG 燒結(jié)技術(shù)的演變

最大程度的定制

據(jù) AMX 稱，Micro-Punch 系統(tǒng)可定制以滿足客戶的需求。事實上，他們中的許多人更關(guān)心解決方案的準(zhǔn)確性和可靠性，而不是其成本。消除材料破損問題是首要要求。當(dāng)過程中涉及各種類型的電子元件（例如二極管、MOSFET 和熱敏電阻的組合）時，這種要求最為明顯。使用 Micro-Punch，每個壓腳都專用于一個點（見圖 4），整個系統(tǒng)能夠獨立壓緊熱敏電阻和 IGBT。

此外，根據(jù) AMX 的說法，Micro-Punch 可以對各種電子元件施加不同且獨立的壓力。通過這種方式，如果客戶認(rèn)為組件更脆并且對高壓沒有很好的響應(yīng)，他們可以稍微減小壓力。因此，在設(shè)計階段并根據(jù)客戶的規(guī)格，可以在不同的壓力和應(yīng)用的組件之間進行選擇。因此，最終生產(chǎn)的機器是定制的，以滿足最終用戶的需求。例如，可以定義各種活塞之間的壓力比，指定一個參數(shù)，該參數(shù)標(biāo)識一個活塞的壓力必須是另一個活塞的兩倍。

“顯然，這些最初選擇的參數(shù)可以在每次回路改變時由客戶修改，［他們］ 可以不時修改所施加壓力之間的關(guān)系，”格雷西說。他繼續(xù)說道，“Micro-Punch 系統(tǒng)可以處理彼此非常接近的元素，因為理論上這些組件的 GAP 可以為零，并且可以在自由移動的同時相互接觸。燒結(jié)目前用于半導(dǎo)體應(yīng)用，例如 SiC?！?/p>

圖 4：單個沖頭允許您單獨施加壓力。

汽車行業(yè)的燒結(jié)

在過去的幾年里，汽車中的一切都是焊接在一起的。AMX 還在汽車領(lǐng)域?qū)嵤毫Y(jié)方法，特別是對于超高功率模塊。今天，市場需要更大的小型化和高功率，公司的大部分活動都將專注于此類應(yīng)用。也有帶火車的公共交通工具的實現(xiàn)，但它們顯然沒有空間問題。事實上，小型化主要涉及汽車領(lǐng)域。電源模塊的其他應(yīng)用還涉及數(shù)據(jù)中心、不間斷電源和大型電源變壓器。

壓力燒結(jié)：一組重要參數(shù)

不同燒結(jié)程序之間的差異與其說是由要燒結(jié)的部件類型決定，不如說是由選擇和使用的漿料決定?？蛻艨梢赃x擇要遵循的粘貼和工作流程。顯然有一些初始參數(shù)是先驗選擇的，或多或少是標(biāo)準(zhǔn)的。燒結(jié)過程需要大約 250?C 的溫度、15 到 25 兆帕的壓力和大約三分鐘的時間。這是描述整個過程的起點。

根據(jù)初始結(jié)果，可以調(diào)整一些參數(shù)以獲得最佳結(jié)果。通常，客戶會檢查力或熱力的影響，觀察組件對各種類型疲勞的反應(yīng)，并在顯微鏡下分析各個零件。通常，這些參數(shù)由焊膏制造商設(shè)置，并在試驗過程中逐個進行微調(diào)。最后，壓力燒結(jié)是一種允許高溫密封的工藝，具有高可靠性和完美的可重復(fù)性，目前被認(rèn)為是最好的解決方案。必須評估其他參數(shù)，例如溫度和熱膨脹系數(shù)。

雙反饋系統(tǒng)

AMX 提供“雙反饋”選項。這是一個功能，可避免在向組件施加壓力時出錯?？刂剖┘釉趦蓚€方面的壓力：

• 在壓力機上
• 在施加力的特定點上

使用力傳感器進行的雙重檢查評估施加到壓具上的力是否與組件接收到的力一致。了解整個燒結(jié)區(qū)域后，您可以計算從上方施加的壓力以及約束反作用力的理論力，并將其與傳感器輸出進行比較（見圖 5）。事實上，操作者可能會卸下壓腳進行清潔，然后忘記更換。在這種情況下，編程壓力將與施加到組件上的實際壓力不同，從而導(dǎo)致顯著的力不平衡。換句話說，當(dāng)壓腳沒有施加預(yù)期的力時，系統(tǒng)會檢測并通知操作員。幾個傳感器也用于氧氣濃度和溫度，雖然看似多余，出于安全原因使用（例如，傳感器可能會發(fā)生故障）。收集所有這些信息是為了獲得整個過程的完整概況。

圖 5：在壓力燒結(jié)中，每個壓力機都受到控制并且完全獨立于其他壓力機。