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IGBT封装技术的升级方向与IGBT封装芯片封装清洗介绍

IGBT模块的封装技术难度高,高可靠性设计和封装工艺控制是其技术难点。IGBT模块具有使用时间长的特点,汽车级模块的使用时间可达15年。因此在封装过程中,模块对产品的可靠性和质量稳定性要求非常高。高可靠性设计需要考虑材料匹配、高效散热、低寄生参数、高集成度。

封装工艺控制包括低空洞率焊接/烧结、高可靠互连、ESD防护、老化筛选等,生产中一个看似简单的环节往往需要长时间摸索才能熟练掌握,如铝线键合,表面看只需把电路用铝线连接起来,但键合点的选择、键合的力度、时间及键合机的参数设置、键合过程中应用的夹具设计、员工操作方式等等都会影响到产品的质量和成品率。


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IGBT封装技术的升级方向

提高模组散热性能的方法包括改进芯片间连接方式、改进散热结构、改进DBC板/基板材料、改进焊接/烧结工艺等。比如英飞凌的IGBT5应用了先进XT键合技术,采用铜线代替铝线键合、银烧结工艺、高可靠性系统焊接,散热效率得到大幅提升,但同时也面临着成本增加的问题。


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铝基碳化硅散热件


IGBT模块封装工艺流程

散热效率是模块封装的关键指标,会直接影响IGBT的最高工作结温,从而影响IGBT的功率密度。由于热膨胀系数不匹配、热机械应力等原因,模组中不同材料的结合点在功率循环中容易脱落,造成模块散热失效。


主流方案

先进方案

芯片间连接方式

铝线键合

铝带键合、铜线键合

模组散热结构

单面直接水冷

双面间接水冷、双面直接水冷

DBC板/基板材料

DBC:Al2O3

DBC:AIN、Si3N4

基板:Cu

基板:AISiC

芯片与DBC基板的连接方式

SnAg焊接

SnSb焊接、银烧结、铜烧结

IGBT封装芯片封装清洗:

研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要,一旦选定,就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种,可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气,通电后发生电化学迁移,形成树枝状结构体,造成低电阻通路,破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层,在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物,还有粒状污染物,例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等,这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物,到底哪些才是最备受关注的呢?助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中,它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分,焊后必然存在热改性生成物,这些物质在所有污染物中的占据主导,从产品失效情况来而言,焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素,离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降,松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大,严重者导致开路失效,因此焊后必须进行严格的清洗,才能保障电路板的质量。

运用自身原创的产品技术,满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求,打破国外厂商在行业中的垄断地位,为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

推荐使用 水基清洗剂产品。



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