金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)因其高速開關、低導通電阻和高效能量轉換的特點,在電力電子、通信設備、汽車電子以及工業控制等領域得到了廣泛應用。然而,MOSFET在高功率應用場景下會產生大量熱量,若散熱不及時,會影響其性能和使用壽命。
因此,封裝材料的選擇至關重要。在MOSFET封裝中,鉬銅(Mo-Cu)合金憑借其優異的熱導率、低熱膨脹系數(CTE)和良好的機械性能,成為關鍵的封裝材料之一。
在高功率和高頻應用中,MOSFET封裝需要滿足以下要求:
1.高導熱性
由于MOSFET工作時會產生熱量,封裝材料需要具備良好的熱導率,以便快速將熱量傳導至散熱器,防止器件過熱。
2.低熱膨脹系數匹配
MOSFET芯片通常由硅(Si)或碳化硅(SiC)制成,熱膨脹系數(CTE)較低(Si約為2.6 × 10??/K)。封裝材料的CTE應與芯片匹配,以減少熱循環過程中產生的界面應力,提高可靠性。
3.高機械強度和穩定性
MOSFET封裝材料需具備良好的機械強度,以應對封裝過程中以及工作環境中的機械應力,防止開裂或損壞。
4.優異的電性能
MOSFET在高頻、高功率條件下運行,封裝材料應具有良好的導電性,降低寄生電阻和功耗,提高電能轉換效率。
鉬銅合金在MOSFET封裝中的主要應用部件包括:
1.散熱片(Heat Spreader)
MOSFET在高功率運行時,散熱片的作用至關重要。Mo-Cu合金作為散熱片材料,可以高效地傳導MOSFET產生的熱量,降低芯片溫度,提高工作效率。
2.基板(Substrate)
在MOSFET封裝中,Mo-Cu合金基板可作為芯片與散熱片之間的熱緩沖層。
由于其良好的熱膨脹匹配性,Mo-Cu基板能有效減少界面熱應力,延長MOSFET的使用壽命。
3.引線框架(Lead Frame)
Mo-Cu合金可用于MOSFET封裝的引線框架,為芯片提供可靠的機械支撐,同時確保電流傳輸的低損耗。