烧结银键合CLIP铜夹在碳化硅功率模块上的应用

一 Cilp简述

常规的功率模块/均采用的铝绑定线，由于成本相对较低，成熟度高，灵活性高而被广泛使用。随着SiC的不断发展，芯片面积相对硅基较小，所能容纳的铝绑定线数量变得有限，同时SiC的高速开关特性，对于模块的寄生参数更为敏感：

同时铝绑定线的杂散电感较高，导电率较小。铜的导热系数高，导电率高，所以有些模块也尝试使用铜线进行绑定，如DCM系列中提到的DBB技术，而铜绑定线对于芯片表面的处理要求较高，故也有采用铝包铜绑定线进行折中选择。

而铜引线框架，所谓的Clip方式加大了截面积和焊接面积，提供了更高的电流密度，同时间接地也为芯片提供了额外的散热路径，提高了功率模块的散热能力和功率循环的可靠性。

采取CLIP工艺，可以降低功率模组的寄生电感和电阻，增加载流能力，相应地提高可靠性，以及其灵活的形状设计。在芯片面积越来越小时，Clip技术更能有效缓解这方面的问题。

相对于绑定线，铜引线框架更易于改变形状，也就是杂散电感的分布更易于设计和实现。

功率半导体器件结构可以分为好多层，其中影响长期可靠性的因素是CTE（热膨胀系数）的匹配，CTE失配而引起的应力对可靠性产生很大的影响，例如铝绑定线脱落就是其中较为典型的例子。这是由于铝绑定线和半导体材料之间CTE（铝：23ppm/K,Si:3ppm/K）差异较大导致的。而铜的CTE约为16.5ppm/K，相应地可以减轻CTE失配带来的热机械应力问题，同样又可以降低回路电感和电阻。

Clip粘接到其他表面的方式也有很多种，包括传统的焊接，无压银烧结AS9375银烧结以及铜烧结技术，无压烧结银AS9375银烧结工艺参数的设定成为方案中的关键因素之一。