DBC+PCB 混合封裝

傳統(tǒng)焊接型模塊封裝使用覆銅陶瓷板(Direct Bonded Copper, DBC)，芯片只能在表面上布局，大電流回路面積使得降低模塊的寄生電感變得非常困難。因此 CPES、華中科技大學(xué)等將 DBC 工藝和 PCB板相結(jié)合，在芯片上通過(guò)鍵合線的連接方式引到 PCB板上，這樣可以直接在 PCB 層間實(shí)現(xiàn)控制換流回路，通過(guò)減小模塊電流回路來(lái)減小寄生電感參數(shù)。

弗吉尼亞理工大學(xué)的陳正等人采用如圖 5 所示的 DBC+PCB 混合封裝的橫截面結(jié)構(gòu)，使用多層 PCB來(lái)代替原有的聚酰亞胺-銅。通過(guò)切割 PCB 來(lái)嵌入半導(dǎo)體芯片，使得 PCB 和器件都可以連接到相同的DBC 基板上，隨后使用鍵合線將器件的頂部電極連接到 PCB 上的頂部銅排。

與傳統(tǒng)工藝相比，DBC+PCB 混合封裝具有許多優(yōu)點(diǎn)。1）封裝的 PCB 層可以采用標(biāo)準(zhǔn)的 PCB 制造工藝，并且可以在單個(gè)回流焊工藝中與半導(dǎo)體芯片一起焊接到基板上，這大大簡(jiǎn)化了混合模塊的制造工藝。2）通過(guò)增加電路板的銅層和使用通孔、盲孔甚至埋孔通孔，可以在 PCB 上實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的布線，使得開(kāi)關(guān)電流路徑可以更靈活地控制，同時(shí)提供了在模塊中嵌入柵極驅(qū)動(dòng)器電路的可能性。3）混合封裝技術(shù)通過(guò)減小電流回路面積來(lái)降低寄生電感參數(shù)?；旌夏K的寄生電感僅為分立式 TO-247 封裝方式的 10%~20%。同時(shí)與傳統(tǒng)的引線鍵合模塊相比，環(huán)路電感降低35%，模塊體積減小約 40%。

華中科技大學(xué)的黃志召設(shè)計(jì)了如圖 6 所示的混合模塊，該結(jié)構(gòu)包括 AlN 陶瓷基板、FPC 和 SiC 芯片。芯片通過(guò) FPC 上的窗口焊接在底層 DBC 上以提升散熱能力；芯片和 FPC 同時(shí)焊接在 DBC 上，芯片的上表面電極經(jīng)由鍵合線連接在 FPC 上，通過(guò)過(guò)孔來(lái)連接FPC 的上下層銅箔。由于換流回路經(jīng)過(guò)的導(dǎo)體存在于FPC 的不同導(dǎo)體層，且電流流向相反形成互感抵消回路；采用薄 FPC 增強(qiáng)互感作用，從而可極大地降低主回路的寄生電感。

該混合模塊通過(guò)下管換流回路的阻抗測(cè)試結(jié)果，由該結(jié)果計(jì)算出主回路總電感為 3.8 nH。同時(shí)開(kāi)通關(guān)斷的 du/dt 分別為 37.38 V/ns 和 37.65 V/ns，可證明使用 DBC+PCB 混合封裝技術(shù)降低了模塊驅(qū)動(dòng)回路的寄生電感和共源電感。

兩種混合封裝形式均可以有效降低模塊的寄生電感參數(shù)并提升模塊的散熱能力。

PCB組件基板助焊劑清洗

在電路板基板加工過(guò)程中，錫膏和助焊劑會(huì)產(chǎn)生殘留物質(zhì)，焊劑殘留物會(huì)隨著時(shí)間逐漸硬化并形成金屬鹵酸鹽等腐蝕物，對(duì)電子產(chǎn)品的工作壽命和可靠性產(chǎn)生影響。因此徹底清除印制板的殘留焊劑、焊料及其它污染物，對(duì)電路板基板進(jìn)行清洗是非常有必要的。

不同類型的助焊劑殘留的成分不同，水基清洗劑的清洗材料對(duì)去除焊接殘留的能力也不同。在機(jī)器因素上，需考慮運(yùn)行時(shí)是否存在泡沫問(wèn)題。目前大部分清洗工藝分為超聲波清洗工藝和噴淋清洗工藝。在噴淋清洗工藝下，對(duì)泡沫的容忍度更低，要求無(wú)泡或泡沫極小且能迅速消泡。

電路板基板清洗劑在滿足清洗的條件下，還需考慮環(huán)保問(wèn)題。目前普遍適用的是RoHS 2.0，REACH法規(guī)，歐盟無(wú)鹵指令HF，索尼標(biāo)準(zhǔn)SS-00259等法令法規(guī)。在選擇清洗劑的時(shí)候注意是否滿足以上法令法規(guī)要求。

推薦合明科技的水基清洗劑W3000D-2,對(duì)電路板基板上錫膏和助焊劑會(huì)產(chǎn)生殘留物質(zhì)，有相當(dāng)優(yōu)秀的清洗效果。