DBC+PCB 混合封装介绍与PCB组件基板助焊剂清洗

DBC+PCB 混合封装

传统焊接型模块封装使用覆铜陶瓷板(Direct Bonded Copper, DBC)，芯片只能在表面上布局，大电流回路面积使得降低模块的寄生电感变得非常困难。因此 CPES、华中科技大学等将 DBC 工艺和 PCB板相结合，在芯片上通过键合线的连接方式引到 PCB板上，这样可以直接在 PCB 层间实现控制换流回路，通过减小模块电流回路来减小寄生电感参数。

弗吉尼亚理工大学的陈正等人采用如图 5 所示的 DBC+PCB 混合封装的横截面结构，使用多层 PCB来代替原有的聚酰亚胺-铜。通过切割 PCB 来嵌入半导体芯片，使得 PCB 和器件都可以连接到相同的DBC 基板上，随后使用键合线将器件的顶部电极连接到 PCB 上的顶部铜排。

与传统工艺相比，DBC+PCB 混合封装具有许多优点。1）封装的 PCB 层可以采用标准的 PCB 制造工艺，并且可以在单个回流焊工艺中与半导体芯片一起焊接到基板上，这大大简化了混合模块的制造工艺。2）通过增加电路板的铜层和使用通孔、盲孔甚至埋孔通孔，可以在 PCB 上实现更复杂的布线，使得开关电流路径可以更灵活地控制，同时提供了在模块中嵌入栅极驱动器电路的可能性。3）混合封装技术通过减小电流回路面积来降低寄生电感参数。混合模块的寄生电感仅为分立式 TO-247 封装方式的 10%~20%。同时与传统的引线键合模块相比，环路电感降低35%，模块体积减小约 40%。

华中科技大学的黄志召设计了如图 6 所示的混合模块，该结构包括 AlN 陶瓷基板、FPC 和 SiC 芯片。芯片通过 FPC 上的窗口焊接在底层 DBC 上以提升散热能力；芯片和 FPC 同时焊接在 DBC 上，芯片的上表面电极经由键合线连接在 FPC 上，通过过孔来连接FPC 的上下层铜箔。由于换流回路经过的导体存在于FPC 的不同导体层，且电流流向相反形成互感抵消回路；采用薄 FPC 增强互感作用，从而可极大地降低主回路的寄生电感。

该混合模块通过下管换流回路的阻抗测试结果，由该结果计算出主回路总电感为 3.8 nH。同时开通关断的 du/dt 分别为 37.38 V/ns 和 37.65 V/ns，可证明使用 DBC+PCB 混合封装技术降低了模块驱动回路的寄生电感和共源电感。

两种混合封装形式均可以有效降低模块的寄生电感参数并提升模块的散热能力。

PCB组件基板助焊剂清洗

在电路板基板加工过程中，锡膏和助焊剂会产生残留物质，焊剂残留物会随着时间逐渐硬化并形成金属卤酸盐等腐蚀物，对电子产品的工作寿命和可靠性产生影响。因此彻底清除印制板的残留焊剂、焊料及其它污染物，对电路板基板进行清洗是非常有必要的。

不同类型的助焊剂残留的成分不同，水基清洗剂的清洗材料对去除焊接残留的能力也不同。在机器因素上，需考虑运行时是否存在泡沫问题。目前大部分清洗工艺分为超声波清洗工艺和喷淋清洗工艺。在喷淋清洗工艺下，对泡沫的容忍度更低，要求无泡或泡沫极小且能迅速消泡。

电路板基板清洗剂在满足清洗的条件下，还需考虑环保问题。目前普遍适用的是RoHS 2.0，REACH法规，欧盟无卤指令HF，索尼标准SS-00259等法令法规。在选择清洗剂的时候注意是否满足以上法令法规要求。

推荐 的水基清洗剂W3000D-2,对电路板基板上锡膏和助焊剂会产生残留物质，有相当优秀的清洗效果。