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。IGBT可以用于恒定电压输出，可以保持电源的稳定性。天津动态测试共晶真空炉
焊接IGBT功率模块封装失效，一般采用Al或Cu键合线将端子与芯片电极超声键合，实现与外部电气的连接。这两种材料都与Si和Si上的绝缘材料有很大的不同，如SiO2的CTE。模块工作时，IGBT芯片功耗和键合线焦耳热会提高键合线温度，在接触点和键合线上产生温度梯度，形成剪切应力。长期处于开关循环工作状态，产生应力和疲劳形变积累，会导致接触点裂纹、接触热阻增大、焦耳热增大、温度梯度增大，较终导致键合线损坏加剧，形成正反馈循环，较终导致键合线脱落或断裂。研究表明，这些故障是由材料CTE不匹配引起的。键合线断裂的位置出现在其根部，这是键合线故障的主要表现。一些研究指出，可以通过优化键合线的形状来提高其可靠性。具体来说，键合线的高度越高，键合线的距离越远，键合线的应力水平越低，可靠性越高。四川外壳组装兼容设备IGBT是将晶体管的特性和开关电路的特性结合在一起，让它成为一种可以控制电流的新型电子元件。
双极晶体管绝缘栅（IGBT）由于其输入阻抗高、开关速度快、通态电压低、阻挡电压高、电流大、热稳定性好，已成为当今电力半导体设备开发的主流。普遍应用于高速铁路和轨道交通、汽车电子、风能发电、太阳能、家用电器、节能、UPS，数控机床、焊机、动力传动等领域。对于IGBT模块，模块的外部是外壳和金属端子。不只有芯片，还有键合线、绝缘陶瓷基板和焊接层，统称为机械连接。为了保证产品的耐久性，即商品的使用寿命。IGBT模块制造商将在较终确定之前进行一系列可靠性测试，以确保产品的长期耐久性。
电迁移、电化学腐蚀和金属化重构，IGBT功率模块芯片顶部有一层Al金属薄膜，用于与外界连接。在电流和温度梯度的作用下，Al金属离子会沿着导体移动，如沿键合线移动，产生净质量运输，导致薄膜上出现空洞、小丘或晶须。随着设备的老化，硅胶的气密性降低，外部物质与Al金属薄膜接触，导致电化学腐蚀。常见的有Al自钝化反应、单阳极腐蚀电池反应和与污染的离子反应。金属化重建是由于Al和芯片上SiO2的CTE值相差两个数量级，导致界面循环应力，Al原子扩散，导致丘陵、晶须和空洞，较终导致塑性变形和裂纹。上述因素导致的Al膜失效会加剧键合点的疲劳，较终导致键合线脱落或电场击穿失效。车规认证成为了汽车IGBT模块市场的较重要壁垒。
IGBT的结构，IGBT的结构主要由三部分组成：金属氧化物半导体氧化层(MOS)，双极型晶体管(BJT)和绝缘层。(1)金属氧化物半导体氧化层(MOS)：它是IGBT的主要，它由一个可以通过控制电路来控制的金属氧化物半导体氧化层组成。它可以控制晶体管的可控参数，如电流和电压。(2)双极型晶体管(BJT)：它是IGBT的主要，它由两个双极型晶体管构成，它们可以产生高功率。(3)绝缘层：它是IGBT的基础，它由一层绝缘层构成，它可以保护IGBT元件免受外界环境的侵蚀和损坏。随着IGBT模块的自主可控、国产化进程加速，国产测试系统产品需求也逐渐迫切。四川外壳组装兼容设备
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。天津动态测试共晶真空炉
下面是一张IGBT实物图，可以看出主要的物料有IGBT芯片，二极管，五金件，键合丝，陶瓷基板，外壳等。IGBT模块生产工艺流程如下所示：IGBT模块工艺流程简介：（1）贴晶圆：使用晶圆贴片机将切合的IGBT晶圆和锡片贴装到DBC基板上；IGBT晶圆，上面被分割成一颗颗的正是IGBT芯片。贴片设备会将晶圆上的IGBT芯片自动取下来，放置到固定的衬板上，形成IGBT模块的电路；（2）真空回流焊（一次）：根据客户需求，将贴好晶圆的DBC基板送入回流炉中，在炉内进行加热熔化（一次回流炉使用电加热，工作温度245℃，持续工作7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，以此达到焊接目的，需向炉内注入氮气作为保护气以保证焊接质量。甲酸焊接过程化学反应机理如下：HCOOH+MO→M+H2O+CO2。天津动态测试共晶真空炉
