功率器件IGBT模块芯片生产流程和IGBT封装芯片封装清洗介绍

发布时间：2024-03-21 👁 2198 Tags：IGBT模块芯 IGBT芯片 IGBT芯片内部结构

一、IGBT基础知识

1946年1月，远在太平洋彼岸的美国BELL实验室正式成立了一个半导体研究小组，小组内有3名核心成员，分别是Schokley、Bardeen和Brattain，俗称“晶体管三剑客”。

三剑客有自己的研究优势，Bardeen提出了表面态理论，Schokley给出了实现放大器的基本设想，Brattain设计了实验。

在三剑客成立的次年，1947年巴丁(Bardeen)和布莱登(Brattain)发明了点接触(point‒contact)晶体管。接着在1949年肖克莱(Shockley)发表了关于p‒n结和双极型晶体管的经典论文。有史以来的第一个晶体管中，在三角形石英晶体底部的两个点接触是由相隔50μm的金箔线压到半导体表面做成的，所用的半导体材料为锗；当一个接触正偏(forward biased，即对于第三个端点加正电压)，而另一个接触反偏(reverse biased)时，可以观察到把输入信号放大的晶体管行为(transistor action)。

1982年，RCA和GE公司联合研制出了复合型晶体管——绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。IGBT兼具金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)高输入阻抗和双极晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT)大电流密度的特点，在大功率应用领域拥有显著的优势，一度被称为近乎理想的功率半导体器件。

二、IGBT芯片制造技术

功率器件IGBT模块芯片生产流程长，工艺复杂，细节较多，但整理工艺流程如下图所示：

1.基板

IGBT基板是P-N结

2.B+注入

使用离子注入设备，对P-N结进行离子注入

3.绝缘膜形成

通过CVD形成掩膜绝缘层

4.掩膜用绝缘膜加工

通过刻蚀和去胶处理绝缘膜

5.P+注入

使用离子注入设备进行P离子注入

6.形成沟槽

通过刻蚀形成沟槽

7.形成绝缘膜

再次通过CVD形成绝缘膜

8.绝缘膜加工

通过刻蚀和去胶处理绝缘膜

9.形成Emitter电极

通过溅射或蒸镀形成电极

10.形成P+FS层

通过离子注入设备形成P+FS层

11.形成B+(Collector)

通过离子注入设备形成B+(Collector)

12.形成Collector

通过溅射或蒸镀形成Collector

通过上述工艺，完成了一个标准的IGBT芯片的制造流程。

下图是详细IGBT芯片内部结构：

根据对IGBT芯片内部结构设计的不同，又可分为PT型、NPT型、FS型，如下图所示：

三、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。

上一篇：半导体芯片封装四大制程工艺步骤与半导体芯片封装清···

下一篇：半导体产品封装八大工艺的详细解析与半导体芯片封装···