双芯片功率器件TO-3封装结壳热阻的优化
Semiconductor Technology（2023）
摘要
为改善功率器件封装散热性能,基于ANSYS Icepak热仿真软件,以结壳热阻为双芯片功率器件TO-3封装的优化指标,针对器件封装中芯片衬底厚度、芯片间距、焊料层厚度、焊料层面积、焊料层材料、散热基片厚度与散热基片材料7种影响封装热阻的因素,利用正交实验与影响因素规律分析了各因素对结壳热阻的显著性影响.结果显示使用BeO基片与Au80Sn20焊料结壳热阻最小,且BeO基片越厚,结壳热阻越小,而焊料对结壳热阻影响较小.其次芯片间距越大对热阻的降低越显著,衬底厚度对热阻影响也呈现显著性.最后利用响应面分析法得到结壳热阻最小的最优设计组合,最优组合下的热阻为1.012℃/W,相比于优化前热阻(1.53℃/W)降低了 33.9％,较大程度上提高了器件的散热效率.
更多关键词
power device,junction-to-case thermal resistance,TO-3 package,orthogonal experiment,response surface analysis
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