一、車規(guī)級 IGBT 模塊

車規(guī)級 IGBT 模塊是專為汽車應(yīng)用設(shè)計(jì)的高性能功率半導(dǎo)體器件，它在新能源汽車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中扮演著核心角色。IGBT，全稱為絕緣柵雙極晶體管，是電力電子行業(yè)廣泛應(yīng)用的半導(dǎo)體器件，其作用是交流電和直流電的轉(zhuǎn)換，同時(shí)IGBT還承擔(dān)電壓的高低轉(zhuǎn)換的功能7。

1. IGBT模塊在新能源汽車中的作用

在新能源汽車中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是關(guān)鍵成本之一，約占整車成本的15-20%，而IGBT約占電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成本的一半。因此，IGBT約占新能源汽車成本的7-10%。新能源汽車的動(dòng)力性能越強(qiáng)，所需要的IGBT組件數(shù)量也越多。例如MHEV48V所需IGBT組件數(shù)量為2-5個(gè)，而BEVA所需IGBT組件數(shù)量為90-120個(gè)5。

2. IGBT模塊的技術(shù)要求

車規(guī)級IGBT模塊需要經(jīng)過嚴(yán)苛的認(rèn)證流程，包括可靠性標(biāo)準(zhǔn)AEC-Q100、質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)ISO/TS16949、功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262等。車規(guī)級IGBT模塊的高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求、長周期，將入行門檻一再拔高，這也直接導(dǎo)致了只有綜合能力或垂直整合能力非常強(qiáng)，并有本事將規(guī)模優(yōu)勢發(fā)揮到極致的芯片企業(yè)，才能將車規(guī)級IGBT模塊納入生產(chǎn)清單

二、車規(guī)級 IGBT 模塊封裝關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

1. 封裝技術(shù)的發(fā)展趨勢

車規(guī)級 IGBT 模塊封裝技術(shù)的發(fā)展趨勢主要包括以下幾個(gè)方面：

·         散熱技術(shù)：散熱是封裝技術(shù)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的散熱技術(shù)包括pin-fan結(jié)構(gòu)和DSC結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)在散熱上都有一定的效果，但是隨著功率密度的不斷提高，散熱要求也越來越高。因此，開始探索直接焊接或者燒結(jié)技術(shù)，例如BXX的直焊產(chǎn)品圖所示。此外，還有一些其他的封裝概念，如ABB的壓接技術(shù)，冷焊，激光焊技術(shù)。

·         模塊化設(shè)計(jì)：模塊化設(shè)計(jì)可以簡化設(shè)計(jì)過程，提高功率密度，并且有利于散熱。例如，英飛凌的HPDrive采用了Pin-Fin設(shè)計(jì)，顯著提高功率模塊散熱效率，提高模塊的功率密度。

·         無引線鍵合技術(shù)：無引線鍵合技術(shù)可以減少寄生參數(shù)，提高互連可靠性。例如，直接導(dǎo)線鍵合結(jié)構(gòu)（DLB）和SKiN結(jié)構(gòu)都是無引線鍵合的結(jié)構(gòu)。

·         高導(dǎo)熱陶瓷材料的應(yīng)用：高導(dǎo)熱陶瓷材料可以提高散熱效率。例如，Al2O3陶瓷和更新的Si3N4陶瓷底板的應(yīng)用，可以代替銅底板，提高散熱效率。

2. 新材料技術(shù)的應(yīng)用

新材料技術(shù)在車規(guī)級 IGBT 模塊封裝中的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面：

·         DBC板的應(yīng)用：DBC板（直接覆銅陶瓷板）是一種新型的封裝材料，它可以將IGBT芯片直接貼裝到板上，簡化封裝過程，提高散熱效率。

·         SiC材料的應(yīng)用：SiC材料具有高的熱導(dǎo)率和機(jī)械強(qiáng)度，可以在高溫和高壓環(huán)境下保持良好的電性能。因此，在一些高端車型中，已經(jīng)開始使用SiC材料來替換傳統(tǒng)的硅材料。

·         SHAREX燒結(jié)銀的應(yīng)用：SHAREX善仁新材生產(chǎn)的燒結(jié)銀是一種高效的導(dǎo)電材料，它可以用于IGBT模塊的封裝，提高封裝的可靠性和散熱效率。

3. 高精貼片技術(shù)的應(yīng)用

高精貼片技術(shù)是車規(guī)級 IGBT 模塊封裝中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面：

·         貼片壓力的控制：在貼片過程中，對貼片壓力的精確度要求最高。為了保證納米銀膏和芯片、DBC板接觸良好，芯片不彎折、翹曲、劃片等問題發(fā)生，高標(biāo)準(zhǔn)的IGBT模塊貼裝壓力需控制在50g以內(nèi)。

·         高精度對位、貼片：在貼片過程中，需要實(shí)現(xiàn)高精度的對位和貼片，以保證良率。這需要使用高精度的貼裝設(shè)備和技術(shù)。

·         設(shè)備的優(yōu)化：為了提高貼片速度和效率，需要不斷優(yōu)化貼裝設(shè)備。例如，如何在設(shè)備有限的空間中盡可能多的放置貼裝模組，和加快貼裝模組的運(yùn)動(dòng)速度，是提升設(shè)備UPH的關(guān)鍵點(diǎn)。

以上就是車規(guī)級 IGBT 模塊封裝關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用的一些主要內(nèi)容。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，我們可以期待更高效、更可靠的封裝技術(shù)的出現(xiàn)。

三、車規(guī)級 IGBT 模塊芯片封裝清洗劑選擇：

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(huì)作為一個(gè)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(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)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。

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。

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