作為新型功率半導(dǎo)體器件的主流器件，IGBT應(yīng)用非常廣泛，如家用電器、電動(dòng)汽車(chē)、鐵路、充電基礎(chǔ)設(shè)施、充電樁，光伏、風(fēng)能，工業(yè)制造、電機(jī)驅(qū)動(dòng)，以及儲(chǔ)能等領(lǐng)域。

IGBT模塊是新一代的功率半導(dǎo)體電子元件模塊，誕生于20世紀(jì)80年代，并在90年代進(jìn)行新一輪的改革升級(jí)，通過(guò)新技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的IGBT模塊已經(jīng)成為集通態(tài)壓降低、開(kāi)關(guān)速度快、高電壓低損耗、大電流熱穩(wěn)定性好等等眾多特點(diǎn)于一身，而這些技術(shù)特點(diǎn)正式IGBT模塊取代舊式雙極管成為電路制造中的重要電子器件的主要原因。

近些年，電動(dòng)汽車(chē)的蓬勃發(fā)展帶動(dòng)了功率模塊封裝技術(shù)的更新迭代。目前電動(dòng)汽車(chē)主逆變器功率半導(dǎo)體技術(shù)，代表著中等功率模塊技術(shù)的先進(jìn)水平，高可靠性、高功率密度并且要求成本競(jìng)爭(zhēng)力是其首先需要滿足的要求。

功率器件模塊封裝結(jié)構(gòu)演進(jìn)趨勢(shì)
IGBT作為重要的電力電子的核心器件，其可靠性是決定整個(gè)裝置安全運(yùn)行的最重要因素。由于IGBT采取了疊層封裝技術(shù)，該技術(shù)不但提高了封裝密度，同時(shí)也縮短了芯片之間導(dǎo)線的互連長(zhǎng)度，從而提高了器件的運(yùn)行速率。
按照封裝形式和復(fù)雜程度，IGBT產(chǎn)品可以分為裸片DIE、IGBT單管、IGBT模塊和IPM模塊。

1、裸片DIE：由一片晶圓切割而成的多顆裸片DIE；2、IGBT單管：由單顆DIE封裝而成的IGBT分立器件，電流能力小，適用于家電等領(lǐng)域；3、IGBT模塊：由多顆DIE并聯(lián)封裝而成，功率更大、散熱能力更強(qiáng)，適用于新能源汽車(chē)、高鐵、光伏發(fā)電等大功率領(lǐng)域；4、IPM模塊：在IGBT模塊外圍增加其他功能的智能功率模塊（IPM）；

IGBT被稱(chēng)成為“功率半導(dǎo)體皇冠上的明珠”，廣泛應(yīng)用于光伏電力發(fā)電、新能源汽車(chē)、軌道交通、配網(wǎng)建設(shè)、直流輸電、工業(yè)控制等行業(yè)，下游需求市場(chǎng)巨大。IGBT的核心應(yīng)用產(chǎn)品類(lèi)型為IGBT模塊。IGBT模塊的市占率能夠達(dá)到50%以上，而IPM模塊和IGBT單管分別只有28%左右和20%左右。從產(chǎn)品的投資價(jià)值來(lái)看，由于IGBT模塊的價(jià)值量最大，有利于企業(yè)快速提升產(chǎn)品規(guī)模，其投資價(jià)值最大。

IGBT 應(yīng)用領(lǐng)域

實(shí)現(xiàn)IGBT國(guó)產(chǎn)化，不僅需要研發(fā)出一套集芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測(cè)試、可靠性試驗(yàn)、系統(tǒng)應(yīng)用等于一體的成熟工藝技術(shù)，更需要先進(jìn)的工藝設(shè)備。

隨著芯片減薄工藝的發(fā)展，對(duì)封裝提出了更高的要求。封裝環(huán)節(jié)關(guān)系到IGBT是否能形成更高的功率密度，能否適用于更高的溫度、擁有更高的可用性、可靠性，更好地適應(yīng)惡劣環(huán)境。

IGBT模塊封裝流程簡(jiǎn)介

1、絲網(wǎng)印刷：將錫膏按設(shè)定圖形印刷于散熱底板和DBC銅板表面，為自動(dòng)貼片做好前期準(zhǔn)備 印刷效果；
2、自動(dòng)貼片：將IGBT芯片與FRED芯片貼裝于DBC印刷錫膏表面；
IGBT封裝環(huán)節(jié)包括：絲網(wǎng)印、貼片、鍵合、功能測(cè)試等環(huán)節(jié)。這其中任何一個(gè)看似簡(jiǎn)單的環(huán)節(jié)，都需要高水準(zhǔn)的封裝技術(shù)和設(shè)備配合完成。
例如貼片環(huán)節(jié)，將IGBT芯片與FRED芯片貼裝于DBC印刷錫膏表面。這個(gè)過(guò)程需要對(duì)IGBT芯片進(jìn)行取放，要確保貼片良率和效率，就要求以電機(jī)為核心的貼片機(jī)具有高速、高頻、高精力控等特點(diǎn)。

隨著新能源汽車(chē)行業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)高功率、高密度的IGBT模塊的需求急速增加，很多汽車(chē)廠商都已走上了IGBT自研道路，以滿足整車(chē)生產(chǎn)需求，不再被上游產(chǎn)業(yè)鏈“卡脖子”。要生產(chǎn)具有高可靠性的IGBT模塊，高精度芯片貼裝設(shè)備必不可少。3、真空回流焊接：將完成貼片的DBC半成品置于真空爐內(nèi)，進(jìn)行回流焊接；高質(zhì)量的焊接技術(shù)，才能生產(chǎn)出高可靠性的產(chǎn)品。一般回流焊爐在焊接過(guò)程中會(huì)殘留氣體，并在焊點(diǎn)內(nèi)部形成氣泡和空洞。超標(biāo)的焊接氣泡會(huì)對(duì)焊點(diǎn)可靠性產(chǎn)生負(fù)面的影響，包括：（1） 焊點(diǎn)機(jī)械強(qiáng)度下降；（2） 元器件和PCB電流通路減少；（3）高頻器件的阻抗增加明顯；4. 導(dǎo)熱性降低導(dǎo)致元器件過(guò)度升溫。真空回流焊接工藝是在回流焊接過(guò)程中引入真空環(huán)境的一種回流焊接技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)的回流焊，真空回流焊在產(chǎn)品進(jìn)入回流區(qū)的后段，制造一個(gè)真空環(huán)境，大氣壓力可以降到 5mbar（500pa）以下，并保持一定的時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)真空與回流焊接的結(jié)合，此時(shí)焊點(diǎn)仍處于熔融狀態(tài)，而焊點(diǎn)外部環(huán)境則接近真空，由于焊點(diǎn)內(nèi)外壓力差的作用，使得焊點(diǎn)內(nèi)的氣泡很容易從中溢出，焊點(diǎn)空洞率大幅降低。低的空洞率對(duì)存在大面積焊盤(pán)的功率器件尤其重要，由于高功率器件需要通過(guò)這些大面積焊盤(pán)來(lái)傳導(dǎo)電流和熱能，所以減少焊點(diǎn)中的空洞，可以從根本上提高器件的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能。

4、超聲波清洗：通過(guò)清洗劑對(duì)焊接完成后的DBC半成品進(jìn)行清洗，以保證IGBT芯片表面潔凈度滿足鍵合打線要求求。
5、X-RAY缺陷檢測(cè)：通過(guò)X光檢測(cè)篩選出空洞大小符合標(biāo)準(zhǔn)的半成品，防止不良品流入下一道工序；
6、自動(dòng)鍵合：通過(guò)鍵合打線，IGBT芯片打線將各個(gè)IGBT芯片或DBC間連結(jié)起來(lái)，形成完整的電路結(jié)構(gòu)。

半導(dǎo)體鍵合AOI主要應(yīng)用于WB段后的檢測(cè)，可為IGBT生產(chǎn)提供焊料、焊線、焊點(diǎn)、DBC表面、芯片表面、插

▲高精度還原線弧
7、激光打標(biāo)：對(duì)IGBT模塊殼體表面進(jìn)行激光打標(biāo)，標(biāo)明產(chǎn)品型號(hào)、日期等信息；

8、殼體塑封：對(duì)殼體進(jìn)行點(diǎn)膠并加裝底板，起到粘合底板的作用；
9、功率端子鍵合
10、殼體灌膠與固化：對(duì)殼體內(nèi)部進(jìn)行加注A、B膠并抽真空，高溫固化 ，達(dá)到絕緣保護(hù)作用；
11、封裝、端子成形：對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加裝頂蓋并對(duì)端子進(jìn)行折彎成形；
12、功能測(cè)試：對(duì)成形后產(chǎn)品進(jìn)行高低溫沖擊檢驗(yàn)、老化檢驗(yàn)后，測(cè)試IGBT靜態(tài)參數(shù)、動(dòng)態(tài)參數(shù)以符合出廠標(biāo)準(zhǔn) IGBT 模塊成品。
功率半導(dǎo)體模塊封裝是其加工過(guò)程中一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它關(guān)系到功率半導(dǎo)體器件是否能形成更高的功率密度，能否適用于更高的溫度、擁有更高的可用性、可靠性，更好地適應(yīng)惡劣環(huán)境。功率半導(dǎo)體器件的封裝技術(shù)特點(diǎn)為：設(shè)計(jì)緊湊可靠、輸出功率大。其中的關(guān)鍵是使硅片與散熱器之間的熱阻達(dá)到最小，同樣使模塊輸人輸出接線端子之間的接觸阻抗最低。

IGBT 模塊芯片封裝清洗劑選擇：

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長(zhǎng)期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類(lèi)。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長(zhǎng)枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤(rùn)濕劑、樹(shù)脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來(lái)而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹(shù)脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開(kāi)路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國(guó)外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國(guó)產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。

推薦使用合明科技水基清洗劑產(chǎn)品。