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无机非金属材料在电力电子封装中的应用综述
Review of Inorganic Nonmetallic Materials in Power Electronics Packaging Application
Junwei Chen · Tiancheng Tian · Chao Gu · Huidan Zeng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
电力电子器件在推动电子系统技术发展中起着关键作用，对于节能、提高电力控制效率、降低噪声以及减小尺寸和体积至关重要。功率模块的发展基于创新的封装结构、技术和材料。本文全面综述了电力电子封装中的无机非金属封装材料和技术。首先分析了电力电子的封装结构和发展趋势。接着详细讨论了诸如水泥和玻璃等无机非金属封装剂。还回顾了传统陶瓷基板，并阐述了多层陶瓷技术（包括低温共烧陶瓷）作为基板的优势，同时展望了碳化硅颗粒增强铝基复合材料和金刚石等无机复合基板的商业化前景。随后，文章概述了用于热界面材料的无机非金属填料...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于功率电子封装中无机非金属材料的综述论文具有重要的战略参考价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们的核心产品高度依赖功率电子器件的性能提升，而封装技术正是决定器件可靠性、功率密度和热管理效率的关键环节。 论文重点探讨的多层陶瓷技术（LTCC）、碳化硅颗粒...
基于喷射点胶的电力电子模块电场自适应可控结构组装
Jet-Dispensing-Based Assembly of Electric Field Adaptively Controlled Structure in Power Electronic Modules
Ya Sun · Zhikang Yuan · Zhiwen Huang · Jun Hu 等5人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年6月
在功率模块中，“铜 - 陶瓷 - 硅胶”三相点处的局部放电对更高电压和功率密度的发展构成了重大挑战。本文采用一种可靠且可控的方法——喷射点胶，在电力电子模块中组装电场自适应控制结构，以优化电场分布。该结构由氧化锌/环氧树脂非线性导电复合材料构成，厚度控制在<inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notat...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的电场自适应控制结构技术对我们在高压大功率产品领域的突破具有重要战略价值。 当前，阳光电源的光伏逆变器和储能变流器正朝着更高电压等级（1500V及以上）和更高功率密度方向发展。功率模块中"铜-陶瓷-硅凝胶"三相点的局部放电问题一直是制约产品电压等级提升和可靠性的...
耦合多物理场全耦合模型与优化原子通量散度仿真对铝互连电迁移的加速寿命试验与预测
Accelerated Life Test and Prediction of Electromigration in Aluminum Interconnects Coupling Multiphysics Full Coupled Model With Optimized Atomic Flux Divergence Simulation
Xueliang Wang · Shuo Feng · Tao Luo · Jinyuan Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年3月
随着微电子器件的小型化和高功率需求，封装结构中互连所承载的电流密度不断增加，并达到了电迁移（EM）失效的阈值。在本研究中，我们研究了铝（Al）互连在三种不同电流密度（1/3/5 MA/cm²）下电迁移过程中的微观结构演变和空洞形成情况，并提出了一种将全耦合理论与优化的原子通量散度法相结合的方法。研究结果如下。首先，对于集成电路中的互连，在一定温度范围内，电流密度是影响互连电迁移寿命的主要因素。随着电流密度的逐渐增加，热传递对电迁移的影响不可忽视。原子浓度梯度和应力梯度可以抑制电迁移失效。其次，互...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于铝互连电迁移加速寿命测试与预测的研究具有重要的工程应用价值。在光伏逆变器和储能系统的功率电子器件中，铝互连作为关键的封装结构，直接承载着高密度电流传输任务。随着我们产品向高功率密度、小型化方向发展，特别是在1500V及以上高压系统中，互连结构面临的电流密度持续攀升，...
大尺寸倒装芯片封装中铟基热界面材料的热-机械可靠性及疲劳寿命增强研究
Investigation on Thermal-Mechanical Reliability and Enhanced Fatigue Life of Indium Thermal Interface Materials for Large-Size Flip Chip Packaging
Yiou Qiu · Zhen Liu · Linzheng Fu · Mingming Yi 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年5月
随着大型芯片热管理需求的增长，铟因其固有的高导热性和良好的延展性，被认为是一种理想的热界面材料（TIM）。对于大型倒装芯片封装而言，如何提高其可靠性，尤其是在温度循环条件下的可靠性，仍是一项挑战。本研究以大型倒装芯片封装为研究对象，采用有限元模拟与实验相结合的方法，系统分析了温度循环条件下铟的蠕变行为和形态演变。在此基础上，运用基于应变的科芬 - 曼森模型预测了铟的疲劳寿命。为提高温度循环条件下铟层的可靠性，采用实验设计（DOEs）模拟方案分析了不同结构参数对疲劳寿命的影响。结果表明，靠近芯片边...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于铟基热界面材料在大尺寸倒装芯片封装中的热机械可靠性研究具有重要的技术参考价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，大功率IGBT、SiC等功率半导体器件的热管理一直是制约系统可靠性和功率密度提升的关键瓶颈。 该研究通过有限元仿真与实验相结合的方法，系统分析了铟材...