SiC/GaN功率半導體封裝和可靠性評估技術

本書重點介紹全球功率半導體行業發展潮流中的寬禁帶功率半導體封裝的基本原理和器件可靠性評價技術。書中以封裝為核心，由熟悉各個領域前沿的專家詳細解釋當前的狀況和問題。
 
主要章節為寬禁帶功率半導體的現狀和封裝、模組結構和可靠性問題、引線鍵合技術、晶片貼裝技術、模塑樹脂技術、絕緣基板技術、冷卻散熱技術、可靠性評估和檢查技術等。儘管極端環境中的材料退化機制尚未明晰，書中還是總結設計了新的封裝材料和結構設計，以儘量闡明未來的發展方向。
 
本書對於我國寬禁帶（國內也稱為第三代）半導體產業的發展有積極意義，適合相關的器件設計、工藝設備、應用、產業規劃和投資領域人士閱讀。

序
原書前言
作者名單

第1章緒言
1.1電力變換和功率半導體
1.2功率半導體封裝及可靠性問題
參考文獻

第2章寬禁帶半導體功率器件的現狀與封裝
2.1電力電子學的概念
2.2寬禁帶半導體的特性和功率器件
2.3功率器件的性能指數
2.4其他寬禁帶半導體功率器件的現狀
2.5寬禁帶半導體封裝技術的挑戰
參考文獻

第3章SiC/GaN功率半導體的發展
3.1SiC和GaN功率器件的概念
3.2SiC器件的特徵（低導通電阻、高溫、高速運行）
3.3SiC肖特基勢壘二極體
3.4SiC電晶體
3.5SiC模組
3.6GaN功率器件的特徵
3.7GaN功率器件的特性
3.8GaN功率器件的應用
參考文獻

第4章引線鍵合技術
4.1引線鍵合技術的概念
4.2引線鍵合的種類
4.2.1引線鍵合方法
4.2.2鍵合機制
4.3引線鍵合處的可靠性
4.3.1功率模組疲勞破壞
4.3.2鍵合處的破壞現象
4.3.3鍵合處的裂紋擴展
4.3.4影響接頭破壞的因素
4.4鍵合線材料
4.4.1鋁合金線
4.4.2銅鍵合線
4.4.3銀和鎳材料作為鍵合線的適用性評估
4.4.4包層引線
4.5替代引線鍵合的其他連接技術
4.5.1鋁帶連接4.5.2引線框焊接
4.6結論
參考文獻

第5章晶片貼裝技術
5.1晶片貼裝
5.2無鉛高溫焊料
5.3TLP鍵合
5.4金屬燒結鍵合
5.5固相鍵合和應力遷移鍵合
5.6空洞
5.7未來展望
參考文獻

第6章模塑樹脂技術
6.1半導體封裝的概念
6.2功率模組結構和適用材料
6.2.1殼裝型功率模組
6.2.2模塑型
6.2.3功率模組封裝的演變
6.3密封材料的特性要求
6.3.1絕緣性
6.3.2低熱應力
6.3.3黏附性
6.3.4抗氧化性
6.3.5高散熱
6.3.6流動性和成型性
6.3.7耐濕性和可靠性測試
6.4高耐熱技術的發展現狀
6.4.1高耐熱矽酮樹脂
6.4.2高耐熱環氧樹脂
6.4.3熱固性醯亞胺樹脂
6.4.4高耐熱納米複合材料
參考文獻

第7章基板技術
7.1功率模組的演變和適用基板
7.2基板概要
7.2.1基板種類和分類
7.2.2陶瓷基板
7.2.3金屬基底基板
7.3散熱板/金屬陶瓷複合材料
7.4SiC/GaN功率半導體基板的特性要求
7.5未來基板技術趨勢
參考文獻

第8章散熱技術
8.1散熱（冷卻）技術的概念
8.2SiC/GaN功率半導體的特性以及與其散熱相關的問題
8.2.1高溫工況的應對方法
8.2.2針對發熱密度增加的應對方法
8.3電氣和電子設備的散熱技術基礎
8.4功率半導體散熱應考慮的要求
8.5下一代功率半導體的散熱理念
8.6有望應用於寬禁帶半導體的散熱技術
8.6.1導熱路徑的進步：直冷式冷卻器
8.6.2散熱結構的進步：雙面散熱模型
8.6.3熱傳導的進步：液體冷卻用高性能翅片
8.7導熱介面材料
8.7.1導熱介面材料的概念
8.7.2下一代半導體的導熱介面材料
8.7.3TIM所需的特性和問題
8.7.4高熱導率填料系統
8.8實現高溫工況
參考文獻

第9章可靠性評估/檢查技術
9.1功率半導體可靠性試驗
9.2典型環境試驗
9.2.1存儲試驗（高溫低溫）
9.2.2存儲試驗（高溫高濕）
9.2.3溫度迴圈試驗
9.2.4高溫工作壽命試驗（高溫反偏試驗）
9.2.5高溫高濕反偏壽命試驗
9.3其他環境試驗
9.3.1低壓試驗
9.3.2鹽霧試驗
9.3.3加濕+封裝應力系列試驗
9.4功率迴圈試驗
9.4.1功率迴圈試驗的種類
9.4.2功率迴圈試驗的載入方式
9.4.3熱阻
9.4.4試驗裝置所需的性能規格
9.5功率器件可靠性試驗的檢查方法
9.5.1X射線透射分析
9.5.2超聲成像系統
9.5.3橫截面觀察
9.5.4鎖相紅外熱分析
9.6材料熱阻的評估
9.6.1包括介面熱阻的導熱特性（有效熱導率）
9.6.2熱特性評估系統的配置和測量原理
9.6.3熱性能測量示例
9.7小結參考文獻
220章編後記
參考文獻