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IGBT封裝技術的升級方向與IGBT封裝芯片封裝清洗介紹

IGBT模塊的封裝技術難度高,高可靠性設計和封裝工藝控制是其技術難點。IGBT模塊具有使用時間長的特點,汽車級模塊的使用時間可達15年。因此在封裝過程中,模塊對產(chǎn)品的可靠性和質量穩(wěn)定性要求非常高。高可靠性設計需要考慮材料匹配、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、高可靠互連、ESD防護、老化篩選等,生產(chǎn)中一個看似簡單的環(huán)節(jié)往往需要長時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,但鍵合點的選擇、鍵合的力度、時間及鍵合機的參數(shù)設置、鍵合過程中應用的夾具設計、員工操作方式等等都會影響到產(chǎn)品的質量和成品率。


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IGBT封裝技術的升級方向

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


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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鍵指標,會直接影響IGBT的最高工作結溫,從而影響IGBT的功率密度。由于熱膨脹系數(shù)不匹配、熱機械應力等原因,模組中不同材料的結合點在功率循環(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

模組散熱結構

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、銅燒結

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備配置選擇對清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會作為一個長期的使用和運行方式。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)生電化學遷移,形成樹枝狀結構體,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、灰塵、塵埃等,這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、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注的呢?助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤濕劑、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,這些物質在所有污染物中的占據(jù)主導,從產(chǎn)品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產(chǎn)品質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引發(fā)接觸電阻增大,嚴重者導致開路失效,因此焊后必須進行嚴格的清洗,才能保障電路板的質量。

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

推薦使用合明科技水基清洗劑產(chǎn)品。



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