IGBT 模塊封裝流程與封裝過程中的技術(shù)詳解

合明科技發(fā)布時間：2023-09-05 ?? 5491 Tags：IGBT 模塊封裝流程 IGBT 模塊清洗 DBC 基板焊接

一、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(biāo)等等。

IGBT 模塊封裝的作用 IGBT 模塊封裝采用了膠體隔離技術(shù)，防止運行過程中發(fā)生爆炸;第二是電極結(jié)構(gòu)采用了彈簧結(jié)構(gòu)，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(jìn)行加工設(shè)計，使底板與散熱器緊密接觸，提高了模塊的熱循環(huán)能力。

對底板設(shè)計是選用中間點設(shè)計，在我們規(guī)定的安裝條件下，它的幅度會消失，實現(xiàn)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(fā)揮的作用。產(chǎn)品性能，我們應(yīng)用 IGBT 過程中，開通過程對 IGBT 是比較緩和的，關(guān)斷過程中是比較苛刻。大部分損壞是關(guān)斷造成超過額定值。

二、IGBT 模塊封裝過程中的技術(shù)詳解

第一點說到焊接技術(shù)，如果要實現(xiàn)一個好的導(dǎo)熱性能，我們在進(jìn)行芯片焊接和進(jìn)行DBC 基板焊接的時候，焊接質(zhì)量就直接影響到運行過程中的傳熱性。從上面的結(jié)構(gòu)圖我們可以看到，通過真空焊接技術(shù)實現(xiàn)的焊接。可以看到 DBC 和基板的空洞率。這樣的就不會形成熱積累，不會造成 IGBT 模塊的損壞。

第二種就是鍵合技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)變形。鍵合的作用主要是實現(xiàn)電氣連接。在 600 安和1200 安大電流情況下，IGBT 實現(xiàn)了所有電流，鍵合的長度就非常重要，陷進(jìn)決定模塊大小，電流實現(xiàn)參數(shù)的大小。運用過程中，如果鍵合陷進(jìn)、長度不合適，就會造成電流分布不均勻，容易造成 IGBT 模塊的損壞。外殼的安裝，因為 IGBT 本身芯片是不直接與空氣等環(huán)境接觸，實現(xiàn)絕緣性能，主要是通過外殼來實現(xiàn)的。外殼就要求在選材方面需要它具有耐高溫、不易變形、防潮、防腐蝕等特性。

第三是罐封技術(shù)，如果 IGBT 應(yīng)用在高鐵、動車、機車上，機車車輛運行過程中，環(huán)境是非常惡劣的，我們可能會遇到下雨天，遇到潮濕、高原，或者灰塵比較大，如何實現(xiàn)IGBT 芯片與外界環(huán)境的隔離，實現(xiàn)很好運行的可靠性，它的罐封材料起到很重要的作用。就要求選用性能穩(wěn)定無腐蝕，具有絕緣、散熱等能力，膨脹率小、收縮率小的材料。我們大規(guī)模封裝的時候，填充材料的部分加入了緩沖層，芯片運行過程中不斷加熱、冷卻。在這個過程中如果填充材料的熱膨脹系數(shù)與外殼不一致，那么就有可能造成分層的現(xiàn)象，在IGBT 模塊中間加入一種類似于起緩沖作用的填充物，可以防止分層現(xiàn)象出現(xiàn)。

第四是質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，質(zhì)量控制所有完成生產(chǎn)后的大功率 IGBT，需要對各方面性能進(jìn)行試驗，這也是質(zhì)量保證的根本，可以通過平面設(shè)施，對底板進(jìn)行平整度進(jìn)行測試，平整度在 IGBT 安裝以后，所有熱量散發(fā)都是底板傳輸?shù)缴崞鳌Ｆ矫娑仍胶茫崞鹘佑|性能越好，導(dǎo)熱性能越好。第二是推拉測試，對鍵合點的力度進(jìn)行測試。第三硬度測試儀，對主電極的硬度，不能太硬、也不能太軟。超聲波掃描，主要對焊接過程，焊接以后的產(chǎn)品質(zhì)量的空洞率做一個掃描。這點對于導(dǎo)熱性也是很好的控制。IGBT 模塊電氣方面的監(jiān)測手段，主要是監(jiān)測 IGBT 模塊它的參數(shù)、特性是否能滿足我們設(shè)計的要求，第二絕緣測試。

三、IGBT 模塊清洗

為應(yīng)對能源危機和生態(tài)環(huán)境惡化等問題，世界各國均在大力發(fā)展新能源汽車、高壓直流輸電等新興應(yīng)用，促進(jìn)了大功率電力電子變流裝置的廣泛應(yīng)用。大功率變流裝置的可靠性對這些應(yīng)用而言十分重要。裝置的可靠性與其核心器件IGBT密切相關(guān)。

目前，大量的IGBT仍在采用傳統(tǒng)的正溴丙烷等溶劑清洗清洗，隨著對環(huán)保的管控和對產(chǎn)品可靠性的要求不斷提高，原有的傳統(tǒng)溶劑清洗已不能滿足IGBT清洗。對此，合明提出新型的IGBT清洗方案。

合明科技半水基清洗工藝解決方案，采用合明科技專利配方，可在清洗IGBT凹槽內(nèi)存在大量的錫膏殘留的同時去除金屬界面高溫氧化膜，更含有保護(hù)芯片獨特的材料；配方材料親水性強，清洗后易于用水漂洗干凈。

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