焊接 IGBT 功率模块封装失效机理:键合线失效,一般使用 Al 或 Cu 键合线将端子与芯片电极超声键合实现与外部的电气连接,两种材料均与 Si 及Si 上绝缘材料,如 SiO2 的 CTE 差别较大。当模块工作时,IGBT 芯片功耗以及键合线的焦耳热会使键合线温度升高,并在接触点和键合线上产生温度梯度,形成剪切应力。长时间处于开通与关断循环的工作状态,产生应力及疲劳形变累积,会导致接触点产生裂纹,增大接触热阻,焦耳热增多,温度梯度加大较终导致键合线受损加剧,形成正向反馈循环,较终导致键合线脱落或断裂。研究表明,这些失效是由材料 CTE 不匹配导致的结果。键合线断裂的位置出现在其根部,这种根部断裂是键合线失效的主要表现。一些研究指出,可以通过优化键合线的形状来改善其可靠性。具体而言,键合线高度越高、键合线距离越远,键合线所受应力水平越低,可靠性越高。什么是IGBT,功率半导体是半导体行业的细分领域,虽不像集成电路一样被大众熟知,但其重要性不可忽视。超声波键合机尺寸
汽车IGBT模块要做哪些测试验证?汽车IGBT模块对产品性能和质量的要求要明显高于消费和工控领域,因此车规认证成为了汽车IGBT模块市场的较重要壁垒,一般来说,车规级IGBT需要2年左右的车型导入周期。汽车IGBT模块测试标准主要参照AEC-Q101和AQG-324,同时车企会根据自己的车型特点提出相应的要求,主要测试方法包括:参数测试、ESD测试、绝缘耐压、机械振动、机械冲击、高温老化、低温老化、温度循环、温度冲击、UHAST(高温高湿无偏压)、HTRB(高温反偏)、HTGB(高温删偏)、H3TRB/HAST(高温高湿反偏)、功率循环、可焊性。高精度外壳组装兼容设备行价IGBT可以用于高压电磁转换器,用于电力转换和调节。
IGBT模块工艺流程简介:(1)超声波清洗:将焊接完成后的半成品置于插针机中,对模块上的针脚进行加盖超声波清洗,主要清洗焊接后针脚上残留的松香。清洗设备有效容积约3.2L,以无水乙醇作为清洁剂,单次清洗约24根针脚,时间约一分钟。(2)真空回流焊(二次):根据客户需求,将键合完的DBC基板送入回流炉中,在炉内进行加热熔化(二次回流炉使用电加热,工作温度245℃,持续工作8分钟左右),以气态的甲酸与锡片金属表面的氧化物生成甲酸金属盐,并在高温下裂解还原金属,以此将DBC基板焊接到铜基板上,需向炉内注入氮气作为保护气以保证焊接质量。
电迁移、电化学腐蚀和金属化重构,IGBT 功率模块芯片顶部存在一层 Al 金属薄膜用以与外部进行连接。在电流和温度梯度的作用下,Al 金属离子会沿着导体运动,如沿着键合线运动,产生净质量输运,导致薄膜上出现空洞、小丘或晶须。随着器件的老化,有机硅凝胶的气密性下降,外部的物质会与 Al 金属薄膜接触,使其发生电化学腐蚀。常见的有 Al 的自钝化反应、单一阳极腐蚀电池反应以及与沾污的离子发生反应。金属化重构是由于 Al 与芯片上 SiO2 的 CTE 值相差两个数量级,导致界面处产生循环应力,使得Al 原子发生扩散,造成小丘、晶须和空洞,然后产生塑性形变,引发裂纹。以上所述三种因素导致的 Al 薄膜失效方式会加剧键合点处的疲劳情况,较终导致键合线脱落或电场击穿失效。当双极型晶体管的电流控制发挥作用时,它会进一步控制电流的流动,从而使IGBT的效率更高。
虽然新能源汽车的需求潜力巨大,但一般来说,在这个领域IGBT公司要分一杯羹并不容易。目前国产IGBT进入国内主要领域或工业领域IGBT接受度已经很高了。变频白色家电也有广阔的市场前景。以空调为例。根据[敏感词]政策,非变频空调将于2020年停止生产,非变频空调将于2021年停止销售。目前,变频空调的市场份额只有50%,这意味着变频空调将在未来半年内产量翻倍。变频空调的主要设备是IGBT为主要的IPM模块、变频空调压缩机、内风扇、外风扇均需IPM实现变频控制。IGBT可以用作开关元件来控制电力,如电源的输入和输出。浙江高精度超声波键合机
IGBT是将晶体管的特性和开关电路的特性结合在一起,使其成为一种可以控制电流的新型电子元件。超声波键合机尺寸
什么是“多合一电驱系统”?一开始电机、电控、减速器都是各自单独的零部件,但随着技术的进步,我们把这三个部分集中在一起做成一个部件,就变成了“三合一电驱”。集成的目的主要是节省空间、降低重量、提升性能、降低成本。目前市场上集成度较高的有比亚迪旗下弗迪动力的“八合一电动力总成”,这套八合一电驱系统集成了驱动电机、电机控制器、减速器、车载充电器、直流变换器、配电箱、整车控制器、电池管理器。当然,也并不是说集成度越高就越好,需要解决的有散热结构设计、系统稳定性、生产工艺成熟度等问题,对消费者来说,后期维修成本也是一大问题。所以具体怎样选用多合一电驱系统还需要综合考量。超声波键合机尺寸