igbt芯片制造工藝以及流程詳解-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2021-05-17
IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場效應管）組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件， 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。
GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅動電流較大；MOSFET驅動功率很小，開關速度快，但導通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點，驅動功率小而飽和壓降低。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。
生產制造流程：
絲網印刷? 自動貼片?真空回流焊接?超聲波清洗?缺陷檢測（X光）?自動引線鍵合?激光打標?殼體塑封?殼體灌膠與固化?端子成形?功能測試
IGBT模塊封裝是將多個IGBT集成封裝在一起，以提高IGBT模塊的使用壽命和可靠性，體積更小、效率更高、可靠性更高是市場對IGBT模塊的需求趨勢，這就有待于IGBT模塊封裝技術的開發和運用。
目前流行的IGBT模塊封裝形式有引線型、焊針型、平板式、圓盤式四種，常見的模塊封裝技術有很多，各生產商的命名也不一樣，如英飛凌的62mm封裝、TP34、DP70等等。
IGBT模塊有3個連接部分：硅片上的鋁線鍵合點、硅片與陶瓷絕緣基板的焊接面、陶瓷絕緣基板與銅底板的焊接面。這些接點的損壞都是由于接觸面兩種材料的熱膨脹系數（C犯）不匹配而產生的應力和材料的熱惡化造成的。
IGBT模塊封裝技術很多，但是歸納起來無非是散熱管理設計、超聲波端子焊接技術和高可靠錫焊技術：
（1）散熱管理設計方面，通過采用封裝的熱模擬技術，優化了芯片布局及尺寸，從而在相同的ΔTjc條件下，成功實現了比原來高約10%的輸出功率。
（2）超聲波端子焊接技術可將此前使用錫焊方式連接的銅墊與銅鍵合引線直接焊接在一起。該技術與錫焊方式相比，不僅具備高熔點和高強度，而且不存在線性膨脹系數差，可獲得較高的可靠性。
（3）高可靠性錫焊技術。普通Sn-Ag焊接在300個溫度周期后強度會降低35%，而Sn-Ag-In及Sn-Sb焊接在相同周期之后強度不會降低。這些技術均“具備較高的高溫可靠性”。
IGBT模塊封裝流程：一次焊接--一次邦線--二次焊接--二次邦線---組裝--上外殼、涂密封膠--固化---灌硅凝膠---老化篩選。
這些流程不是固化的，要看具體的模塊，有的可能不需要多次焊接或邦線，有的則需要，有的可能還有其他工序。上面也只是一些主要的流程工藝，其他還有一些輔助工序，如等離子處理，超聲掃描，測試，打標等等。
IGBT模塊封裝的作用 IGBT模塊封裝采用了膠體隔離技術，防止運行過程中發生爆炸;第二是電極結構采用了彈簧結構，可以緩解安裝過程中對基板上形成開裂，造成基板的裂紋;第三是對底板進行加工設計，使底板與散熱器緊密接觸，提高了模塊的熱循環能力。
對底板設計是選用中間點設計，在我們規定的安裝條件下，它的幅度會消失，實現更好的與散熱器連接。后面安裝過程我們看到，它在安裝過程中發揮的作用。產品性能，我們應用IGBT過程中，開通過程對IGBT是比較緩和的，關斷過程中是比較苛刻。大部分損壞是關斷造成超過額定值。
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