igbt芯片制造工藝以及流程詳解-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2021-05-17
IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場(chǎng)效應管）組成的復合全控型電壓驅動(dòng)式功率半導體器件， 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。
GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅動(dòng)電流較大；MOSFET驅動(dòng)功率很小，開(kāi)關(guān)速度快，但導通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開(kāi)關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。
生產(chǎn)制造流程：
絲網(wǎng)印刷? 自動(dòng)貼片?真空回流焊接?超聲波清洗?缺陷檢測（X光）?自動(dòng)引線(xiàn)鍵合?激光打標?殼體塑封?殼體灌膠與固化?端子成形?功能測試
IGBT模塊封裝是將多個(gè)IGBT集成封裝在一起，以提高IGBT模塊的使用壽命和可靠性，體積更小、效率更高、可靠性更高是市場(chǎng)對IGBT模塊的需求趨勢，這就有待于IGBT模塊封裝技術(shù)的開(kāi)發(fā)和運用。
目前流行的IGBT模塊封裝形式有引線(xiàn)型、焊針型、平板式、圓盤(pán)式四種，常見(jiàn)的模塊封裝技術(shù)有很多，各生產(chǎn)商的命名也不一樣，如英飛凌的62mm封裝、TP34、DP70等等。
IGBT模塊有3個(gè)連接部分：硅片上的鋁線(xiàn)鍵合點(diǎn)、硅片與陶瓷絕緣基板的焊接面、陶瓷絕緣基板與銅底板的焊接面。這些接點(diǎn)的損壞都是由于接觸面兩種材料的熱膨脹系數（C犯）不匹配而產(chǎn)生的應力和材料的熱惡化造成的。
IGBT模塊封裝技術(shù)很多，但是歸納起來(lái)無(wú)非是散熱管理設計、超聲波端子焊接技術(shù)和高可靠錫焊技術(shù)：
（1）散熱管理設計方面，通過(guò)采用封裝的熱模擬技術(shù)，優(yōu)化了芯片布局及尺寸，從而在相同的ΔTjc條件下，成功實(shí)現了比原來(lái)高約10%的輸出功率。
（2）超聲波端子焊接技術(shù)可將此前使用錫焊方式連接的銅墊與銅鍵合引線(xiàn)直接焊接在一起。該技術(shù)與錫焊方式相比，不僅具備高熔點(diǎn)和高強度，而且不存在線(xiàn)性膨脹系數差，可獲得較高的可靠性。
（3）高可靠性錫焊技術(shù)。普通Sn-Ag焊接在300個(gè)溫度周期后強度會(huì )降低35%，而Sn-Ag-In及Sn-Sb焊接在相同周期之后強度不會(huì )降低。這些技術(shù)均“具備較高的高溫可靠性”。
IGBT模塊封裝流程：一次焊接--一次邦線(xiàn)--二次焊接--二次邦線(xiàn)---組裝--上外殼、涂密封膠--固化---灌硅凝膠---老化篩選。
這些流程不是固化的，要看具體的模塊，有的可能不需要多次焊接或邦線(xiàn)，有的則需要，有的可能還有其他工序。上面也只是一些主要的流程工藝，其他還有一些輔助工序，如等離子處理，超聲掃描，測試，打標等等。
IGBT模塊封裝的作用 IGBT模塊封裝采用了膠體隔離技術(shù)，防止運行過(guò)程中發(fā)生爆炸;第二是電極結構采用了彈簧結構，可以緩解安裝過(guò)程中對基板上形成開(kāi)裂，造成基板的裂紋;第三是對底板進(jìn)行加工設計，使底板與散熱器緊密接觸，提高了模塊的熱循環(huán)能力。
對底板設計是選用中間點(diǎn)設計，在我們規定的安裝條件下，它的幅度會(huì )消失，實(shí)現更好的與散熱器連接。后面安裝過(guò)程我們看到，它在安裝過(guò)程中發(fā)揮的作用。產(chǎn)品性能，我們應用IGBT過(guò)程中，開(kāi)通過(guò)程對IGBT是比較緩和的，關(guān)斷過(guò)程中是比較苛刻。大部分損壞是關(guān)斷造成超過(guò)額定值。
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