剑桥大学研究人员发表了一篇题为“液态金属流体连接和浮动模具结构用于碳化硅电力电子封装超低热机械应力”的新技术论文。

“封装结构层中各种材料的热膨胀系数 (CTE) 差异很大，导致电力电子封装在运行过程中产生显著的热机械应力。对于无引线键合 SiC 模块，由于结构的刚性和 SiC 晶体的高杨氏模量，应力甚至更大。本文以柔性印刷电路板 (FPCB)/芯片/有源金属钎焊 (AMB) 封装堆栈为例，证明了通过液态金属 (LM) 流体连接实现浮动芯片结构的可行性。芯片、印刷电路板和 AMB 基板之间的 CTE 不匹配被 LM 层解耦，而不会影响热传导和电传导。有限元分析表明，与传统的刚性焊料连接相比，器件的 von Mises 应力降低了 56%，FPCB-AMB 界面处的剪切应力降低了 99% 以上。测试结果表明，与焊接封装相比，基于 LM 的封装具有相似的热传导和电传导以及更高的击穿电压。加速热循环老化测试验证了绝缘环对于基于LM的封装的稳定性，特别是在高温条件下。验证了使用LM流体互连作为SiC封装浮动芯片结构的可行性。”

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