banner

IGBT功率模块的关键材料与关键清洗剂介绍

发布日期:2023-06-12 发布者:合明科技 浏览次数:3798

IGBT(绝缘栅双极型晶体管),是由 BJT(双极结型晶体三极管) 和 MOS(绝缘栅型场效应管) 组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件,其具有自关断的特征。简单讲,是一个非通即断的开关,IGBT没有放大电压的功能,导通时可以看做导线,断开时当做开路。IGBT融合了BJT和MOSFET的两种器件的优点,如驱动功率小和饱和压降低等。

image.png

IGBT兼具了MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)的优点,如高输入阻抗、低驱动功耗、快速开关能力等,以及BJT(双极型晶体管)的优点,如高电流承载能力、低导通压降等。因此,IGBT在功率电子领域具有广泛的应用前景。IGBT模块主要由以下几个部分组成:IGBT芯片、键合导线、封装结构(基板、散热、硅凝胶等)、驱动与保护电路


(一)  IGBT芯片


IGBT芯片是整个模块的核心部分,其内部结构包括P型衬底、N型缓冲层、N型漂移层、P型注入层以及绝缘栅氧化层等。其中,漂移层是为了提高模块的耐压能力而设置的。


image.png

图片拍摄与比亚迪半导体展台

image.png


(二)导线键合


为了确保电流能从IGBT芯片传输到外部电路,需要在芯片与焊盘之间进行导线键合。这一过程中使用的导线材料通常为铝或金。




image.png

image.png


(三)  封装结构


IGBT模块的封装结构主要包括基板、陶瓷层、散热片等。基板用于支撑IGBT芯片,陶瓷层用于绝缘,散热片则负责散热。此外,封装结构还包括一些外部引线、焊盘等用于连接外部电路的部件。




image.png


IGBT模块示意图,来源拜高高分子


硅凝胶作为一种特殊的电子灌封材料,除具备有机硅类灌封胶独特的耐候和耐老化性能、优异的耐高 低温性能、良好的疏水性和电绝缘性能之外,还具有内应力小、抗冲击性好、粘附力强的优点,是IGBT模块灌封的首选材料。


image.png

IGBT硅凝胶是一种低应力,十分柔软的有机硅凝胶。灌封到IGBT模组上后,它的低应力,凝胶柔软性,不仅能够达到比较理想的抗冲击、减震效果,同时,凝胶表面的粘性,粘接在IGBT模组上,也能很好的达到防水防潮的保护效果。不仅如此,IGBT硅凝胶优异的电气绝缘性能,如高介电强度和体积电阻率,也能能够保护IGBT模块。image.png

图片来源,上海拜高高分子材料有限公司


IGBT封装采用的陶瓷覆铜载板主要有DBC(直接键合覆铜)和AMB(活性钎焊覆铜)两种类型。与DBC采用直接热压敷合陶瓷/铜的方式不同,AMB的陶瓷和铜之间有钎料填充和参加界面反应,所以能够获得极低的界面空洞率和非常牢靠的界面结合。另外,由于陶瓷和铜复合机理的不同,DBC一般仅适用于Al2O3等氧化物陶瓷,应用于AlN时陶瓷表面必须进行预氧化,对于Si3N4陶瓷的适用难度较大,而AMB陶瓷覆铜工艺能直接适用于包括Al2O3、AlN、Si3N4在内的各种类型的陶瓷。


image.png

图片来源:华清电子


功率模块封装所采用的塑料框架(Plastic Fram)必须达到很高的技术要求,如在工作温度区间内(如轨道交通用IGBT模块长期运行温度为-55~125℃)具有较高的的拉伸强度且机械强度稳定,能承受短期超过250℃的高温以适用中低功率模块的焊接工艺。此外所选用的材料必须具有很好的电气绝缘性能,相对电痕指数(Comparative Tracking Index, CTI)要求较高且能承受高度的电磁污染,无卤和氧化锑等害物质且能满足激光打标等要求等。
IGBT模块的塑封材料基本上采用PBT或PPS,但也有采用PPA、PA、LCP等材料的情况。日本通常使用PPS,而欧美则更喜欢采用PPA。目前市场上常见的壳体材料主要还是集中在PBT和PPS上。在耐温要求不高的情况下,PBT仍然是被广泛采用的材料。然而,对于高耐温要求的器件,例如SiC运行功率较高的情况下,通常需要采用高温材料PPS或9T。


image.png

图片来源,赛恩吉

IGBT器件是功率变流装置的核芯,广泛应用于电动/混合动力汽车、轨道交通、变频家电、电力工程、可再生能源和智能电网等领域,是电力电子最重要的大功率主流器件之一。

image.png


图片来源:可俐星


IGBT模块的正常工作时温度范围是-40°C~150°C,所以要维持IGBT芯片的正常工作就需要散热器帮助其散热,IGBT功率模块性能的提升很大程度上依赖散热性能的改善。


image.png


图片来源:江苏固家智能科技有限公司


铝基碳化硅(AlSiC)被称为金属化的陶瓷材料,是一种颗粒增强铝基复合材料,采用铝合金作为基体,碳化硅作为增强体,充分结合了金属铝和陶瓷的不同优势,从出现伊始,就得到封装热管理行业的青睐,也是目前高功率IGBT模块封装最佳的选择。


image.png


铝基碳化硅散热件,来源珠海亿特立新材料有限公司


(四)  驱动与保护电路
IGBT模块需要一个驱动电路来控制其开关,同时还需要一定的保护电路来防止过热、过压等异常情况。这些电路通常集成在模块内部或者以外部附件的形式存在。


image.png

(五) IGBT功率器件清洗

为应对能源危机和生态环境恶化等问题,世界各国均在大力发展新能源汽车、高压直流输电等新兴应用,促进了大功率电力电子变流装置的广泛应用。大功率变流装置的可靠性对这些应用而言十分重要。装置的可靠性与其核心器件IGBT密切相关。

目前,大量的IGBT仍在采用传统的正溴丙烷等溶剂清洗清洗,随着对环保的管控和对产品可靠性的要求不断提高,原有的传统溶剂清洗已不能满足IGBT清洗。对此,合明提出新型的IGBT清洗方案。

合明科技半水基清洗工艺解决方案,采用合明科技专利配方,可在清洗IGBT凹槽内存在大量的锡膏残留的同时去除金属界面高温氧化膜,更含有保护芯片独特的材料;配方材料亲水性强,清洗后易于用水漂洗干净。

欢迎使用合明科技半水基清洗剂清洗IGBT功率器件。

以上便是IGBT功率器件清洗剂厂,IGBT功率器件的DCB衬底功能介绍,希望可以帮到您!


Tips:

【阅读提示】

以上为本公司一些经验的累积,因工艺问题内容广泛,没有面面俱到,只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断的追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,能为各种客户提供全方位的工艺、设备、材料的清洗解决方案支持。

【免责声明】

1. 以上文章内容仅供读者参阅,具体操作应咨询技术工程师等;

2. 内容为作者个人观点, 并不代表本网站赞同其观点和对其真实性负责,本网站只提供参考并不构成投资及应用建议。本网站上部分文章为转载,并不用于商业目的,如有涉及侵权等,请及时告知我们,我们会尽快处理

3. 除了“转载”之文章,本网站所刊原创内容之著作权属于合明科技网站所有,未经本站之同意或授权,任何人不得以任何形式重制、转载、散布、引用、变更、播送或出版该内容之全部或局部,亦不得有其他任何违反本站著作权之行为。“转载”的文章若要转载,请先取得原文出处和作者的同意授权;

4. 本网站拥有对此声明的最终解释权。

公司介绍

公司介绍 Introduction

技术研发中心

技术研发中心 Technology

人才招聘

人才招聘 Recruitment

热门标签
洗板水和酒精哪个效果好洗板水分类线路板清洗光刻机Stepper光刻机Scanner光刻机助焊剂的使用方法助焊剂使用方法助焊剂使用说明半导体工艺半导体制造半导体清洗剂IPC标准印制电路协会国际电子工业联接协会助焊剂锡膏焊锡膏中国集成电路制造年会供应链创新发展大会集成电路制造年会倒装芯片倒装芯片工艺清洗倒装芯片球栅阵列封装FCBGA技术BGA封装技术BGA芯片清洗半导体封装封装基板半导体封装清洗基板清洗Chip on Substrate(CoS)封装Chip on Wafer (CoW)封装先进封装基板清洗晶圆级封装技术洗板水洗板水危害助焊剂危害PCBA电路板清洗GJB2438BGJB 2438B-2017混合集成电路通用规范PCB通孔尺寸PCB通孔填充方法PCB电路板清洗助焊剂类型如何选择助焊剂助焊剂分类助焊剂选型助焊剂评估芯片制造芯片清洗剂芯片制造流程pcb金手指pcb金手指特点pcb金手指作用pcb金手指制作工艺pcb金手指应用领域FPCFPC焊接工艺FPC焊接步骤SMT贴片DIP插件pcb电路板埋孔pcb电路板通孔pcb电路板清洗DMD芯片DMD芯片封装DMD是什么金丝键合球焊键合的工艺微波组件芯片焊后焊盘清洗扇出型晶圆级封装芯片封装清洗化学蚀刻钢网激光切割钢网电铸钢网混合工艺钢网钢网清洗机钢网清洗剂安世Nexperia半导体IGBT功率器件清洗绝缘栅双极晶体管 (IGBT)传统功率 MOSFETPCBA线路板清洗印制线路板清洗PCBA组件清洗Chiplet芯片
上门试样申请 136-9170-9838 top