前言
功率半导体器件是指可在主电路中直接实现电能转换或电路控制的电子器件，主要用于电力变换，包括整流、逆变、直流斩波，以及交流电力控制、变频或变相。不同于其他类型半导体，功率半导体能够耐受高电压、大电流，通常工作在开关状态，是电能转换与电路控制的核心，对电能高效产生、传输、转换、存储和控制起着关键作用。
功率半导体器件根据载流子类型可以分为双极型功率半导体和单极型功率半导体器件。双极型功率半导体器件包括功率二极管、双极结型晶体管（BJT）、电力晶体管（GTR）、晶闸管（Thyristor）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等。单极型功率半导体器件包括功率 MOSFET、肖特基二极管等。它们的工作电压和工作频率也有所不同。
绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）是由BJT（双极结型晶体管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。IGBT 可以实现直流电和交流电之间的转换或者改变电流的频率，有逆变和变频的作用。
从控制类型上看，功率半导体器件从不可控器件发展为半控型器件，又发展为全控型器件。首先用于电力领域的功率半导体器件为硅二极管，包括普通二极管、肖特基二极管等，均属于不可控器件；然后为晶闸管，晶闸管能够承受高反向击穿电压及大电流，其缺点在于关断是被动的，需要依赖外部条件，属于半控型器件；20世纪60年代，实现了晶闸管的关断，即门极可关断晶闸管（Gate Turn Off Thyristor，GTO）。随着MOSFET技术的发展，20世纪70年代后期出现功率场效应晶体管（Power MOSFET）。至此，全控型器件迅速发展起来，开关速度及开关频率普遍高于晶闸管。
功率半导体器件的主要特征包括：①主要功能是实现大功率电能的变换和控制；②最重要的参数是其所能处理的功率，或者说所能承受的电压、电流范围，通常远大于一般电子器件；③为了尽可能地避免功耗，一直处于开关状态，由专门的驱动电路来控制其导通或关断；④自身功耗较大，需要安装散热器以提高器件或系统的散热能力。
从现在全球功率半导体市场看，一方面传统的硅材料功率半导体仍然有巨大的发展空间，另一方面以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为代表的第三代半导体市场也正在迅速发展。
SiC 器件与Si器件相比，可以显著降低能量损耗，因此，SiC更易实现小型化且更耐高温和高压。SiC 可用于实现电动车逆变器等驱动系统的小型化。由于GaN 的禁带宽度较大，利用GaN可以获得更大带宽、更大放大器增益、尺寸更小的半导体器件。GaN 器件可以分为射频器件和电力电子器件。SiC 适用于高压领域；GaN适用于低压及高频领域，较大的禁带宽度使得器件的导通电阻减小。较高的饱和迁移速度使得SiC、GaN都可以获得体积更小的功率半导体器件。
封装是功率半导体产业链中不可或缺的一环，主要起着安放、固定、密封、保护芯片，以及确保电路性能和热性能等作用，具体作用包括：①使芯片与外界环境隔离，避免芯片受到外界有害气体、水汽等的影响；②保证芯片表面的清洁与干燥；③为功率器件提供合适的内、外引线；④为器件提供外壳，从而抵御外部不良环境的影响；⑤为器件提供更高的机械强度，为电路长期正常工作提供保护；⑥采用合理的封装结构、合适的封装材料，以及先进的封装工艺技术，可以获得良好的散热性能，确保高电压、大电流的功率器件的正常使用，并能在工作环境下稳定可靠地工作。此外，封装对于功率器件乃至整个系统的小型化、高度集成化及多功能化起着关键的作用。可想而知，为了提高功率半导体器件的性能，必然会对封装提出更高的要求。
本书共10章，内容包括功率半导体封装概述、功率半导体封装设计、功率半导体封装工艺、IGBT封装工艺、新型功率半导体封装技术、功率器件的测试技术、功率半导体封装的可靠性试验、功率半导体封装的失效分析、功率半导体封装材料、功率半导体封装的发展趋势与挑战。
本书由通富微电、长电科技、华天集团、复旦大学、中科芯、英飞凌、乐山无线电、中车永济电机、华达集团等著名企业和高校，经过近四年的时间合作编写而成。
本书的编写分工大致如下：第1章由复旦大学徐玲编写；第2章由通富微电张志龙、复旦大学徐玲合作编写；第3章由通富微电石海忠、吴晶、秦爱国及华达集团葛飞虎联合编写；第4章由中车永济电机张红卫、吴磊、侯书钺、王晓曦等编写；第5章由乐山无线电董勇、华天（华羿微电）张涛合作编写；第6章由通富微电王洋、袁宇锋，乐山无线电董勇，华天（华羿微电）张涛合作编写；第7章由长电科技梁志忠、许峰合作编写；第8章由华天（华羿微电）曹宝华、张涛，乐山无线电董勇合作编写；第9章由复旦大学徐玲，英飞凌王友彬，上汽英飞凌刘庆华，中科芯丁荣峥，通富微电石海忠、吴晶、沈鹏飞、朱益峰，华达集团葛飞虎联合编写；第10章由复旦大学徐玲编写。本书的统稿人为通富微电虞国良。
参与本书评审的专家有毕克允、王新潮、张波、高岭、朱阳军、王红、秦舒、罗乐、张剑、张志勇、武乾文、卢基存、林伟、陶建中、张国华、蒋玉齐、敖国军、赵亚俊、张健、吉加安、平来等。
在“集成电路系列丛书”编委会和“集成电路系列丛书·集成电路封装测试”编委会的指导下，在行业各位专家的鼎力支持下，经过本书全体编写人员的努力，终于完成了编写工作。值此本书出版之际，对大家的付出与贡献表达诚挚的感谢！
最后，由于时间关系以及编写人员水平所限，书中难免有不足或者错误之处，敬请业界人士及广大读者不吝赐教。
虞国良
2020年12月26日