IGBT及其封装简介.pptx

IGBT 封装 绝缘栅双极晶体管(IGBT)是由功率MOSFET和双极晶体管(BJT)复合而成的一种新型的电力半导体器件，它集两者的优点于一体，具有输入阻抗大、驱动功率小、控制电路简单、开关损耗小、速度快及工作频率高等特点，成为目前最有应用前景的电力半导体器件之一。在轨道交通、航空航天、新能源、智能电网、智能家电这些朝阳产业中，IGBT作为自动控制和功率变换的关键核心部件，是必不可少的功率“核芯”。采用IGBT进行功率变换，能够提高用电效率，提升用电质量，实现节能效果，在绿色经济中发挥着无可替代的作用。什么是IGBT?3IGBT工作原理 IGBT就是一个开关，非通即断，如何控制他的通还是断，就是靠的是栅源极的电压，当栅源极加+12V（大于6V，一般取12V到15V）时IGBT导通，栅源极不加电压或者是加负压时，IGBT关断，加负压就是为了可靠关断。在IGBT 的G和S两端加上电压后，内部的电子发生转移，本来是正离子和负离子一一对应，半导体材料呈中性，但是加上电压后，电子在电压的作用下，累积到一边，形成了一层导电沟道，因为电子是可以导电的，变成了导体。如果撤掉加在GS两端的电压，这层导电的沟道就消失了，就不可以导电了，变成了绝缘体。国内外IGBT发展现状 根据市场调研机构Yole的调查报告显示，目前全球IGBT市场已回归到稳步上升的轨道，市场规模在随后的几年时间内将继续保持稳定的发展速度，市场规模至2018年将达到60亿美元的数值。在产品分布上，虽然600900V的IGBT是目前市场上的主流产品，但伴随着轨道交通、再生能源、工业控制等行业市场在近几年内的高速成长，对更高电压应用的IGBT产品提出了强烈的需求。国外研发IGBT器件的公司主要有英飞凌、ABB、三菱、西门康、日立、富士、TOSHIBA、IXYS和APT公司等，其IGBT技术基本成熟，已实现了大规模商品化生产，IGBT产品电压规格涵盖600V-6500V，电流规格涵盖2A-3600A，形成了完善的IGBT产品系列。短片介绍IGBT 封装基板基板导热胶导热胶散热器散热器铜铜DBC衬板衬板铜铜芯片芯片紧固件紧固件母排端子母排端子硅胶硅胶环氧树脂环氧树脂焊层焊层超声引线键合超声引线键合IGBT封装图示7DBC板简介DBC优点：1.优良的导热性能2.良好的机械性能3.金属与陶瓷间具有较高的附着4.便于刻蚀出各种图形5.耐腐蚀380um630um绝缘材料（Al2O3、AlN）300um左右铜箔1000高温共熔刻蚀图形贴片烧结清洗X光键合注胶成型测试打标IGBT工艺流程 IGBT主要工艺图解1010贴片目的：1.将芯片贴到DBC基板上 2.将DBC贴到铜底板推荐设备：手动设备:Hybond 141自动设备：丝印Autotronik BS1400 贴片片AutotronikBS391 粘片 Datacon2200e11Hybond 141Datacon 2200eAutotronik BS1400Autotronik BS39112烧结Centrotherm目的：固化粘片的胶水设备：centrotherm设备优势：工艺温度最高可达450；温度均匀性绝佳；升温速度可达50K/min；降温速度可达180K/min；真空水平可至10-5Mbar；循环生产周期短；提供真空环境以排除内部气泡13等离子清洗目的：对半成品进行清洗，去除有机污染和氧化物 以满足打线要求设备：March-AP100014X光检测目的：检测半成品空洞，避免流入下道工序设备：Phoenix Microme优势：几何放大2160倍 分辨力：1um 高精度、无震动15键合目的：通过键合打线，使芯片与基板相连，器件实现功能性设备半自动楔焊全自动楔焊Shinapex SHB-150Heese BJ-935/939特点1.应用于大功率器件2.精确控制每一步参数3.适合100500um铝线1.最小焊盘间距可达40微米；2.位置精度可达+/-1微米；3.每秒7根线的高产能；4.线径100um2mm铝线铝 带；5.精确的键合参数控制16Shinapex SHB-150Heese BJ-93517灌胶&固化目的：对壳体内部抽真空注入A、B胶并抽真空 高温固化，达到绝缘保护作用设备：NLC TR-V真空灌注机 CEN烧结炉真空注胶高温固化固化完成18成型目的：对产品进行加装顶盖并对端子进行折弯成型设备：折弯机 19打标目的：对模块、壳体表面进行激光打标 标明产品型号、日期等设备：Unitek LMF1000/2000特点：可以在金属、塑料等材料上打标 PC触屏设计，方便编程和操作 可选不同打标软件 工艺控制稳定，质量可靠20