汽车级IGBT模块工艺制程与清洗详解

汽车级IGBT模块工艺制程

汽车级IGBT模块的工艺制程涉及到多个关键步骤，包括晶圆生产、芯片设计、芯片制造、器件封装以及最终的测试和质量控制。以下是详细的工艺流程：

一、晶圆生产

·         硅提粹和纯化: 这是IGBT芯片生产的第一步，目的是去除硅中的杂质，使其变得纯净。

·         单晶硅生长: 在这个步骤中，通过特定的技术将纯硅转化为单晶硅，用于制造IGBT芯片。

·         晶圆制造: 最后，通过切割和打磨等工艺，将大的硅块制成适合芯片制造的小型晶圆。

二、芯片设计

·         IGBT的关键前期流程: 芯片设计是确保IGBT模块性能的关键步骤。当前商业产品主要基于Trench-FS设计。

·         不同厂家的IGBT芯片具有不同特点: 各家厂家在IGBT芯片设计上可能会有所不同，这会影响到最终IGBT模块的性能。

三、芯片制造

·         高度依赖产线设备和工艺: 芯片制造是一个精密的过程，需要先进的设备和精细的工艺。

·         全球只有少数几家公司能够制造顶级光刻机: 光刻机是制造先进集成电路的关键设备，目前只有少数公司能够生产。

·         背面工艺方面,国内与国际仍存在一些差距: 在某些高端工艺上，国内与国际仍有差距。

四、器件封装

·         DBC基板: 该基板由三层组成，用于绝缘、导热，并可以在铜箔上刻蚀出各种图形。

·         IGBT芯片和二极管芯片的焊接: 通过真空焊接或超声波焊接技术将IGBT和二极管芯片固定到DBC基板上。

·         DBC基板和铜底板的焊接: 然后将DBC基板焊接到铜底板上，以增强散热效果。

·         安装外壳、灌注硅胶、密封: 这些步骤是为了保护IGBT模块免受机械损伤、化学腐蚀和其他外界因素的侵害。

·         终测: 在完成所有封装步骤后，会对封装好的IGBT模块进行电气测试、热测试和机械测试。

五、散热设计

·         散热基板的作用及种类: 散热基板是IGBT功率模块的核心散热功能结构与通道，有针翅式和平底式两种类型。

·         直接液冷散热和间接液冷散热: 直接液冷散热效率更高，但成本也更高；间接液冷散热成本较低，但散热效率相对较低。

六、封装材料的选择

·         封装材料需要具有良好的电气绝缘性、化学稳定性和热导率: 常见的封装材料有环氧树脂、硅胶等。

封装设计的环保考虑

·         对环境因素的考虑: 包括使用环保的材料、减少有毒物质的排放、回收和再利用封装材料等。

七、汽车级 IGBT 模块芯片封装清洗剂选择：

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。

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。

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。

以上就是汽车级IGBT模块的工艺制程。需要注意的是，具体的工艺细节可能会因厂家的不同而有所差异。