IGBT模块的生产过程涉及多个阶段。在真空回流焊接过程中,芯片与铜直接键合(DBC)由于工艺限制,基板上铜层之间的焊料层和DBC下铜层与模块底板之间的焊料层会出现空洞。焊接层的空洞缺陷也会出现在贴片工艺步骤中。由于材料的热膨胀系数,IGBT模块在使用过程中空洞不稳定(CTE,热膨胀系数)的不匹配会产生热应力,从而进一步扩大工作过程中模块温度的变化。甚至导致相邻的空洞连接成一块,促进焊接层分层,导致模块功能故障。空洞的原因有很多,极大地影响了模块的热性能,增加了模块的热阻,降低了散热性能,增加了设备的局部温度,甚至进一步降低了模块的可靠性和使用寿命。IGBT在工业自动化控制、机器人控制、工业机器人、伺服控制等领域有着重要的应用。湖南真空灌胶自动线价位
IGBT模块的生产流程?可以看到IGBT模块横切面的界面,目前壳封工艺的模块基本结构都相差不大。IGBT模块封装的流程大致如下:贴片→真空回流焊接→超声波清洗→X-ray缺陷检测→引线键合→静态测试→二次焊接→壳体灌胶与固化→端子成形→功能测试(动态测试、绝缘测试、反偏测试),贴片,首先将IGBT wafer上的每一个die贴片到DBC上。DBC是覆铜陶瓷基板,中间是陶瓷,双面覆铜,DBC类似PCB起到导电和电气隔离等作用,常用的陶瓷绝缘材料为氧化铝(Al2O3)和氮化铝(AlN);真空焊接,贴片后通过真空焊接将die与DBC固定,一般焊料是锡片或锡膏;X-ray空洞检测,需要检测在敢接过程中出现的气泡情况,即空洞,空洞的存在将会严重影响器件的热阻和散热效率,以致出现过温、烧坏、爆裂等问题。一般汽车IGBT模块要求空洞率低于1%;接下来是wire bonding工艺,用金属线将die和DBC键合,使用较多的是铝线,其他常用的包括铜线、铜带、铝带;中间会有一系列的外观检测、静态测试,过程中有问题的模块直接报废;重复以上工序将DBC焊接和键合到铜底板上,然后是灌胶、封壳、激光打码等工序;出厂前会做然后的功能测试,包括电气性能的动态测试、绝缘测试、反偏测试等等。河北外壳组装兼容设备行价IGBT的工作原理是将电路的电流控制分为两个部分:绝缘栅极的电流控制和双极型晶体管的电流控制。
作为行业五大常规无损检测技术之一,超声波检测技术经常普遍应用于工件缺陷检测。从一开始只能低频检测缺陷波形,到后期可以高频扫描成像工件结合面。随着电子技术和软件的进一步发展,超声断层扫描成像技术可以获得断面上的二维图像和被检测物体的缺陷信息,超声断层扫描成像技术在工业检测中得到了普遍的应用。目前,IGBT模块内部缺陷检测是超声断层扫描成像应用的典范之一。IGBT是一种大功率电力电子设备,是一种非连接即断开的开关。IGBT没有放大电压的功能。它可以被视为导线,断开时可以用作开路。工作环境的特点是高压、大电流和高速。
共晶炉也可用于芯片电镀凸点再流成球、共晶凸点焊接、光纤封装等工艺。除了混合电路和电子封装,LED行业也是共晶炉的应用领域。与其他共晶设备相比,真空共晶炉实现共晶焊接的设备包括共晶机、红外再流焊炉、带吸嘴和镊子的箱式炉等。使用这类设备共晶时,存在以下问题:1. 在大气环境下焊接,共晶时容易产生空洞;2. 使用箱式炉和红外再流焊炉共晶需要使用助焊剂,会造成助焊剂的流动污染,增加清洗工艺。如果清洗不彻底,电路的长期可靠性指标会降低;镊子共晶机对操作人员的要求很高,很多工艺参数无法控制,温度曲线无法随意设置。IGBT 的优点:有良好的负载特性,控制输出电压、电流均稳定可靠,开关损耗小。
IGBT模块实物长啥样?IGBT模块的标准封装形式是一个扁平的类长方体,下图为HP1模块的正上方视角,较外面白色的都是塑料外壳,底部是导热散热的金属底板(一般是铜材料)。可以看到模块外面还有非常多的端子和引脚,各自有自己的作用:1是DC正,2是DC负;3,4,5是三相交流电的U、V、W接口;6,25,22是集电极的信号端子,7,9,11,13,15,17是门极信号端子;8,10,12,14,16,18是发射极信号端子;19是DC负极信号端子;23,24是NTC热敏电阻端子。IGBT的漏电流比MOSFET要小得多,一般在1mA-100mA之间。河北外壳组装兼容设备行价
车规认证成为了汽车IGBT模块市场的较重要壁垒。湖南真空灌胶自动线价位
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。湖南真空灌胶自动线价位