IGBT被稱成為“功率半導(dǎo)體皇冠上的明珠”，廣泛應(yīng)用于光伏電力發(fā)電、新能源汽車、軌道交通、配網(wǎng)建設(shè)、直流輸電、工業(yè)控制等行業(yè)，下游需求市場巨大。IGBT的核心應(yīng)用產(chǎn)品類型為IGBT模塊。IGBT模塊的市占率能夠達(dá)到50%以上，而IPM模塊和IGBT單管分別只有28%左右和20%左右。從產(chǎn)品的投資價值來看，由于IGBT模塊的價值量最大，有利于企業(yè)快速提升產(chǎn)品規(guī)模，其投資價值最大。

功率半導(dǎo)體包括兩個部分：功率器件和功率IC。功率器件是功率半導(dǎo)體分立器件的分支，而功率IC則是將功率半導(dǎo)體分立器件與各種功能的外圍電路集成而得來。功率半導(dǎo)體的功能主要是對電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，對電路進(jìn)行控制，改變電子裝置中的電壓和頻率，直流或交流等，均具有處理高電壓、大電流的能力。

目前主流、使用較多的半導(dǎo)體器件，一是晶閘管，它可以輸出較大功率，但頻率相對較低，主要用于直流輸電和大功率低頻電源等；二是IGCT，它是將GTO與門極驅(qū)動電路以低感方式集成在一起，這樣可以改善關(guān)斷性能，此器件目前主要用于大功率電機(jī)傳動，包括船舶驅(qū)動、海上風(fēng)電等；三是IGBT，自上世紀(jì)90年代突破技術(shù)瓶頸以后，已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和大規(guī)模應(yīng)用，當(dāng)前大功率IGBT最高可實現(xiàn)6500V，其應(yīng)用方式較廣，包括軌道交通、光伏發(fā)電、汽車電子等，是當(dāng)前主流開關(guān)器件。

IGBT模塊具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點(diǎn)，它的作用是交流電和直流電的轉(zhuǎn)換，同時還承擔(dān)電壓高低轉(zhuǎn)換的功能，可以說是電動車的核心技術(shù)之一。IGBT的好壞直接影響電動車功率的釋放速度。

IGBT約占電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)成本的一半，而電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)占整車成本的15-20%，也就是說IGBT占整車成本的7-10%，是除電池之外成本第二高的元件，也決定了整車的能源效率。

新能源汽車對IGBT提出非常高的要求，要求其擁有更強(qiáng)大、更高效的功率處理能力，同時也要降低本身過多的電力消耗和不必要的熱量產(chǎn)生，以提高整車的性能。主要在溫度沖擊、功率循環(huán)、溫度循環(huán)、結(jié)溫等與全生命周期可靠性相關(guān)的一些方面提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。

作為新型功率半導(dǎo)體器件的主流器件，IGBT應(yīng)用非常廣泛，如家用電器、電動汽車、鐵路、充電基礎(chǔ)設(shè)施、充電樁，光伏、風(fēng)能，工業(yè)制造、電機(jī)驅(qū)動，以及儲能等領(lǐng)域。

IGBT模塊是新一代的功率半導(dǎo)體電子元件模塊，誕生于20世紀(jì)80年代，并在90年代進(jìn)行新一輪的改革升級，通過新技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的IGBT模塊已經(jīng)成為集通態(tài)壓降低、開關(guān)速度快、高電壓低損耗、大電流熱穩(wěn)定性好等等眾多特點(diǎn)于一身，而這些技術(shù)特點(diǎn)正式IGBT模塊取代舊式雙極管成為電路制造中的重要電子器件的主要原因。

近些年，電動汽車的蓬勃發(fā)展帶動了功率模塊封裝技術(shù)的更新迭代。目前電動汽車主逆變器功率半導(dǎo)體技術(shù)，代表著中等功率模塊技術(shù)的先進(jìn)水平，高可靠性、高功率密度并且要求成本競爭力是其首先需要滿足的要求。

IGBT模塊封裝流程簡介

• 1、絲網(wǎng)印刷：將錫膏按設(shè)定圖形印刷于散熱底板和DBC銅板表面，為自動貼片做好前期準(zhǔn)備 印刷效果；

2、自動貼片：將IGBT芯片與FRED芯片貼裝于DBC印刷錫膏表面；

IGBT封裝環(huán)節(jié)包括：絲網(wǎng)印、貼片、鍵合、功能測試等環(huán)節(jié)。這其中任何一個看似簡單的環(huán)節(jié)，都需要高水準(zhǔn)的封裝技術(shù)和設(shè)備配合完成。

例如貼片環(huán)節(jié)，將IGBT芯片與FRED芯片貼裝于DBC印刷錫膏表面。這個過程需要對IGBT芯片進(jìn)行取放，要確保貼片良率和效率，就要求以電機(jī)為核心的貼片機(jī)具有高速、高頻、高精力控等特點(diǎn)。

隨著新能源汽車行業(yè)的高速發(fā)展，對高功率、高密度的IGBT模塊的需求急速增加，很多汽車廠商都已走上了IGBT自研道路，以滿足整車生產(chǎn)需求，不再被上游產(chǎn)業(yè)鏈“卡脖子”。

要生產(chǎn)具有高可靠性的IGBT模塊，高精度芯片貼裝設(shè)備必不可少。

3、真空回流焊接：將完成貼片的DBC半成品置于真空爐內(nèi)，進(jìn)行回流焊接；

高質(zhì)量的焊接技術(shù)，才能生產(chǎn)出高可靠性的產(chǎn)品。一般回流焊爐在焊接過程中會殘留氣體，并在焊點(diǎn)內(nèi)部形成氣泡和空洞。超標(biāo)的焊接氣泡會對焊點(diǎn)可靠性產(chǎn)生負(fù)面的影響，包括：

（1） 焊點(diǎn)機(jī)械強(qiáng)度下降；

（2） 元器件和PCB電流通路減少；

（3）高頻器件的阻抗增加明顯；

4. 導(dǎo)熱性降低導(dǎo)致元器件過度升溫。

真空回流焊接工藝是在回流焊接過程中引入真空環(huán)境的一種回流焊接技術(shù)，相對于傳統(tǒng)的回流焊，真空回流焊在產(chǎn)品進(jìn)入回流區(qū)的后段，制造一個真空環(huán)境，大氣壓力可以降到 5mbar（500pa）以下，并保持一定的時間，從而實現(xiàn)真空與回流焊接的結(jié)合，此時焊點(diǎn)仍處于熔融狀態(tài)，而焊點(diǎn)外部環(huán)境則接近真空，由于焊點(diǎn)內(nèi)外壓力差的作用，使得焊點(diǎn)內(nèi)的氣泡很容易從中溢出，焊點(diǎn)空洞率大幅降低。低的空洞率對存在大面積焊盤的功率器件尤其重要，由于高功率器件需要通過這些大面積焊盤來傳導(dǎo)電流和熱能，所以減少焊點(diǎn)中的空洞，可以從根本上提高器件的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能。

4、超聲波清洗：通過清洗劑對焊接完成后的DBC半成品進(jìn)行清洗，以保證IGBT芯片表面潔凈度滿足鍵合打線要求求。

5、X-RAY缺陷檢測：通過X光檢測篩選出空洞大小符合標(biāo)準(zhǔn)的半成品，防止不良品流入下一道工序；

6、自動鍵合：通過鍵合打線，IGBT芯片打線將各個IGBT芯片或DBC間連結(jié)起來，形成完整的電路結(jié)構(gòu)。

半導(dǎo)體鍵合AOI主要應(yīng)用于WB段后的檢測，可為IGBT生產(chǎn)提供焊料、焊線、焊點(diǎn)、DBC表面、芯片表面、插針等全面的檢測。

7、激光打標(biāo)：對IGBT模塊殼體表面進(jìn)行激光打標(biāo)，標(biāo)明產(chǎn)品型號、日期等信息；

8、殼體塑封：對殼體進(jìn)行點(diǎn)膠并加裝底板，起到粘合底板的作用；

9、功率端子鍵合

10、殼體灌膠與固化：對殼體內(nèi)部進(jìn)行加注A、B膠并抽真空，高溫固化 ，達(dá)到絕緣保護(hù)作用；

11、封裝、端子成形：對產(chǎn)品進(jìn)行加裝頂蓋并對端子進(jìn)行折彎成形；

12、功能測試：對成形后產(chǎn)品進(jìn)行高低溫沖擊檢驗、老化檢驗后，測試IGBT靜態(tài)參數(shù)、動態(tài)參數(shù)以符合出廠標(biāo)準(zhǔn) IGBT 模塊成品。

功率半導(dǎo)體模塊封裝是其加工過程中一個非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它關(guān)系到功率半導(dǎo)體器件是否能形成更高的功率密度，能否適用于更高的溫度、擁有更高的可用性、可靠性，更好地適應(yīng)惡劣環(huán)境。功率半導(dǎo)體器件的封裝技術(shù)特點(diǎn)為：設(shè)計緊湊可靠、輸出功率大。其中的關(guān)鍵是使硅片與散熱器之間的熱阻達(dá)到最小，同樣使模塊輸人輸出接線端子之間的接觸阻抗最低。

IGBT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(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，這些污染物會導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時焊點(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(qiáng)有力的支持。

推薦使用合明科技水基清洗劑產(chǎn)品。