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IGBT封裝技術(shù)的升級(jí)方向與IGBT封裝芯片封裝清洗介紹

IGBT模塊的封裝技術(shù)難度高,高可靠性設(shè)計(jì)和封裝工藝控制是其技術(shù)難點(diǎn)。IGBT模塊具有使用時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn),汽車級(jí)模塊的使用時(shí)間可達(dá)15年。因此在封裝過(guò)程中,模塊對(duì)產(chǎn)品的可靠性和質(zhì)量穩(wěn)定性要求非常高。高可靠性設(shè)計(jì)需要考慮材料匹配、高效散熱、低寄生參數(shù)、高集成度。

封裝工藝控制包括低空洞率焊接/燒結(jié)、高可靠互連、ESD防護(hù)、老化篩選等,生產(chǎn)中一個(gè)看似簡(jiǎn)單的環(huán)節(jié)往往需要長(zhǎng)時(shí)間摸索才能熟練掌握,如鋁線鍵合,表面看只需把電路用鋁線連接起來(lái),但鍵合點(diǎn)的選擇、鍵合的力度、時(shí)間及鍵合機(jī)的參數(shù)設(shè)置、鍵合過(guò)程中應(yīng)用的夾具設(shè)計(jì)、員工操作方式等等都會(huì)影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和成品率。


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IGBT封裝技術(shù)的升級(jí)方向

提高模組散熱性能的方法包括改進(jìn)芯片間連接方式、改進(jìn)散熱結(jié)構(gòu)、改進(jìn)DBC板/基板材料、改進(jìn)焊接/燒結(jié)工藝等。比如英飛凌的IGBT5應(yīng)用了先進(jìn)XT鍵合技術(shù),采用銅線代替鋁線鍵合、銀燒結(jié)工藝、高可靠性系統(tǒng)焊接,散熱效率得到大幅提升,但同時(shí)也面臨著成本增加的問(wèn)題。


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鋁基碳化硅散熱件


IGBT模塊封裝工藝流程

散熱效率是模塊封裝的關(guān)鍵指標(biāo),會(huì)直接影響IGBT的最高工作結(jié)溫,從而影響IGBT的功率密度。由于熱膨脹系數(shù)不匹配、熱機(jī)械應(yīng)力等原因,模組中不同材料的結(jié)合點(diǎn)在功率循環(huán)中容易脫落,造成模塊散熱失效。


主流方案

先進(jìn)方案

芯片間連接方式

鋁線鍵合

鋁帶鍵合、銅線鍵合

模組散熱結(jié)構(gòu)

單面直接水冷

雙面間接水冷、雙面直接水冷

DBC板/基板材料

DBC:Al2O3

DBC:AIN、Si3N4

基板:Cu

基板:AISiC

芯片與DBC基板的連接方式

SnAg焊接

SnSb焊接、銀燒結(jié)、銅燒結(jié)

IGBT封裝芯片封裝清洗:

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。

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。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。



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