宽禁带功率半导体封装——材料、元件和可靠性

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作者：(日)菅沼克昭编朱正宇,方幸泉,肖广

出版社：机械工业出版社

本类榜单：工业技术

分类：工业技术 > 电子通信

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ISBN：9787111763178
装帧：一般胶版纸
册数：暂无
重量：暂无
开本：16开
页数：212
出版时间：2024-10-01
条形码：9787111763178 ; 978-7-111-76317-8

本书特色

第三代宽禁带功率半导体，是指以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为材料的半导体，由于其高耐压、高电子迁移率、耐高温等特性，在许多场合体现出比上一代硅(Si)基半导体器件更大的优势。封装是器件运用(商用)必不可少的一环，尤其是封装的可靠性，对于集成电路(IC)的性能几乎起到了决定性作用，新型封装技术的能力制约着器件运用。研究封装，尤其在高温、高压、高频的场合，各种新型封装技术是宽禁带功率半导体器件应用推广的关键。本书是国外技术专家学者对第三代宽禁带功率半导体封装技术的一次总结，结合实际应用的理论分析和思路其实对于封装技术的推动和发展有着很好的借鉴作用。通过阅读本书内容，可以快速建立起关于整个宽禁带功率半导体器件封装技术的全貌，理解封装的本质是一个多物理场耦合的结果，也是一个多学科交叉的综合体。首先，对宽禁带功率器件的发展趋势做了总结和预演判断，讲述宽禁带功率半导体的基本原理和特性，包括其独特的物理和化学属性，以及它们在极端环境下的潜在优势。接着介绍封装材料的选择和特性，分别就互连技术和基板展开论述，同时，介绍了磁性材料，并对不同材料结构的热性能，以及冷却技术和散热器设计进行了介绍。然后，考虑到功率器件的质量必须通过各种测试和可靠性验证方法来评估，还介绍了瞬态热测试的原理和方法，同时阐述了各种可靠性测试的机理和选择动机。*后，就计算机辅助工程模拟方法列举了许多经典案例。

内容简介

本书是国外学者们对宽禁带半导体封装技术和趋势的及时总结。首先，对宽禁带功率器件的发展趋势做了总结和预演判断，讲述宽禁带功率半导体的基本原理和特性，包括其独特的物理和化学属性，以及它们在极端环境下的潜在优势。接着介绍封装材料的选择和特性，分别就互连技术和衬底展开论述，同时，介绍了磁性材料，并对不同材料结构的热性能，以及冷却技术和散热器设计进行了介绍。然后，考虑到功率器件的质量必须通过各种测试和可靠性验证方法来评估，还介绍了瞬态热测试的原理和方法，同时阐述了各种可靠性测试的机理和选择动机。*后，就计算机辅助工程模拟方法列举了许多经典案例。通过本书的学习，读者可以建立起宽禁带功率半导体器件封装的全面概念，为进一步深入研究打下基础。本书可作为封装或微电子等专业的高年级本科生和研究生的课程教材或课外阅读材料，也可作为封装开发和设计人员的参考书。

译者序贡献者列表 **部分未来的前景第1章未来技术趋势3 1.1电力电子系统的发展趋势——对下一代功率器件的影响3 1.1.1Si基材料的功率器件的发展趋势7 1.1.2总结和展望11 1.2未来的器件概念：基于SiC的功率器件12 1.2.1在4H-SiC上的单极功率半导体器件的研究进展12 1.2.2在4H-SiC上的双极功率半导体器件的研究进展21 1.3基于GaN的功率器件26 1.3.1AlGaN/GaN-HFET作为一个GaN晶体管器件的概念26 1.3.2垂直GaN晶体管的概念28 1.3.3GaN-HFET器件对电力电子开关晶体管的好处29 1.3.4正常关断GaN HFET31 1.3.5Si基GaN的外延和垂直隔离33 1.3.6横向电压关断35 1.3.7色散效应和电压关断37 1.3.8开关速度38 1.3.9芯片集成39 1.3.10双向晶体管40 1.3.11快速栅极驱动41 1.3.12在硬开关或软开关拓扑中使用GaN41 1.3.13开关频率超过1MHz42 1.4WBG功率器件及其应用43 致谢44 参考文献44 进一步阅读49 第二部分基础和材料第2章互连技术53 2.1简介53 2.2芯片焊接技术54 2.2.1高温焊料54 2.2.2TLP键合59 2.2.3烧结连接60 2.3布线67 2.3.1Al和Cu线67 2.3.2Al和Cu带键合68 2.4平面和三维互连70 参考文献73 第3章基板74 3.1简介74 3.2功率模块的陶瓷基板75 3.2.1陶瓷基板的种类75 3.2.2高热导率Si3N4陶瓷的研制76 3.3金属化陶瓷基板78 3.4金属化陶瓷基板中存在的问题79 3.4.1金属化陶瓷基板中的残余热应力79 3.4.2金属化陶瓷基板的可靠性80 3.5结论84 参考文献85 第三部分元件第4章磁性材料89 4.1简介89 4.2磁性材料的磁性特性89 4.2.1磁化强度和磁感应强度89 4.2.2磁滞90 4.2.3磁心损耗91 4.2.4磁晶各向异性和磁致伸缩91 4.3软磁材料的分类以及磁性特性的比较91 4.3.1金属软磁材料和软磁铁氧体的特点92 4.3.2结晶软磁材料93 4.3.3软磁铁氧体94 4.3.4非晶合金94 4.3.5纳米晶合金95 4.4应用示例和比较95 4.4.1高频电抗

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