火星电竞·(CHINA)官方网站,火星电竞APP

因为专业

所以领先

客服热线
136-9170-9838
[→] 立即咨询
关闭 [x]
行业动态 行业动态
行业动态
了解行业动态和技术应用

常见的汽车IGBT模块封装类型与IGBT模块的生产流程介绍

合明科技 👁 2759 Tags:车规级IGBTIGBT芯片IGBT芯片封装清洗

随着国内新能源汽车产业的快速发展,产业链上游大有逐步完成国产替代,甚至引领世界的趋势,诸如整车品牌、动力电池、电池材料等等已经走得比较靠前。而汽车电控IGBT模块是新能源汽车最核心的功率器件,之前一直被诸如英飞凌、安森美、赛米控、三菱电机等国外供应商垄断,但随着比亚迪半导体、斯达半导、中车时代、士兰微、翠展微等国内供应商的崛起,目前在一定程度上已经能够满足国产需求

image.png


:汽车电控IGBT模块市场情况

常见的汽车IGBT模

块封装类型有哪些?

Econodual系列半桥封装,应用在商用车上为主,主要规格为1200V/450A,1200V/600A等;

image.png
HP1全桥封装,主要用在中小功率车型上,包括部分A级车、绝大部分的A0、A00车,峰值功率一般在70kW以内,型号以650V400A为主,其他规格如750V300A、750V400A、750V550A等;

HPD全桥封装,中大功率型车上使用,大部分A级车及以上,以750V820A的规格占据市场主流,其他规格如750V550A等;

DC6全桥封装,基于UVW三相全桥的整体式封装方案,具备封装紧凑,功率密度高,散热性能好等特点;

TO247单管并联,市场上也有少量使用TO247单管封装的电控系统方案。使用单管并联方案的优势主要有两点:①单管方案可以实现灵活的线路设计,需要多大的电流就用相应的单管并联就好了,所以成本也有一定优势;②寄生电感问题比IGBT模块好解决。但是使用单管并联也存在一些待解决的难点:①每个并联单管之间均流和平衡比较困难,一致性比较难得到保障,例如实现同时的开断,相同的电流、温度等;②客户的系统设计、工艺难度非常大;③接口比较多,对产线的要求很高。


IGBT模块的生产流程

IGBT行业的门槛非常高。除了芯片的设计和生产,IGBT模块封装测试的开发和生产等环节同样有着非常高的技术要求和工艺要求。


image.png

图:IGBT标准封装结构横切面


如上图所示,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、爆炸等问题。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,使用最多的是铝线,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;

出厂前会做最后的功能测试,包括电气性能的动态测试、绝缘测试、反偏测试等等。


车规级IGBT芯片封装清洗:

合明科技研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要,一旦选定,就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种,可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气,通电后发生电化学迁移,形成树枝状结构体,造成低电阻通路,破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层,在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物,还有粒状污染物,例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等,这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物,到底哪些才是最备受关注的呢?助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中,它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分,焊后必然存在热改性生成物,这些物质在所有污染物中的占据主导,从产品失效情况来而言,焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素,离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降,松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大,严重者导致开路失效,因此焊后必须进行严格的清洗,才能保障电路板的质量。

合明科技运用自身原创的产品技术,满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求,打破国外厂商在行业中的垄断地位,为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

推荐使用合明科技水基清洗剂产品。


[图标] lygfydj.com
[↑]
申请
[x]
*
*
标有 * 的为必填
火星电竞·(CHINA)官方网站