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IGBT模块封装的技术要求有哪些

作者:vbond 发布时间:2025-01-06 14:03 浏览次数 :


IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)模块封装的技术要求非常严格,以确保模块的高性能、高可靠性和长寿命。以下是对IGBT模块封装技术要求的详细归纳:

一、基板材料要求

  1. 热导率高:基板材料需要具有良好的导热性能,以便有效地将芯片产生的热量传递出去,保持模块的工作温度稳定。
  2. 介电常数低:基板材料的介电常数应尽可能低,以减少杂散电感,降低能源损耗。
  3. 热膨胀系数匹配:基板材料的热膨胀系数应与芯片材料相匹配,以避免因热应力导致的芯片开裂或脱落。
  4. 力学强度优良:基板材料需要具有一定的强度,以承受封装过程中的机械应力和使用过程中的热应力。
  5. 加工性能好:基板材料应易于加工和切割,以满足封装工艺的需求。
  6. 成本低:在保证性能的前提下,基板材料的成本应尽可能低,以降低封装成本。

二、封装结构设计要求

  1. 散热设计:有效的散热设计是IGBT模块封装的关键。通常采用散热片、热管、液冷系统等散热措施,以确保模块在高功率运行时保持较低的工作温度。
  2. 电磁兼容设计:IGBT模块在工作过程中会产生电磁辐射和电磁干扰,因此需要进行合理的电磁兼容设计,如采用屏蔽措施和滤波技术等,以降低电磁辐射和干扰。
  3. 保护设计:封装结构中应集成过流保护、过温保护、短路保护等电路,以确保在模块出现异常时能够迅速切断电源,保护模块和整个系统免受损坏。

三、封装工艺要求

  1. 高精度贴片:IGBT芯片和FRED芯片需要精确地贴装在DBC(Direct Bonded Copper)印刷锡膏表面,以确保良好的电气连接和热传导。
  2. 高质量焊接:焊接过程需要确保焊点的可靠性和低空洞率,以提高模块的导热性能和机械强度。真空回流焊接技术是一种常用的高质量焊接方法。
  3. 超声波清洗:焊接完成后,需要对DBC半成品进行超声波清洗,以确保IGBT芯片表面的洁净度满足键合打线要求。
  4. X-RAY缺陷检测:通过X光检测筛选出空洞大小符合标准的半成品,防止不良品流入下一道工序。
  5. 自动键合:通过键合打线将各个IGBT芯片或DBC间连结起来,形成完整的电路结构。键合过程需要确保键合点的选择、键合的力度、时间及键合机的参数设置等参数的准确性。
  6. 封装与固化:对壳体进行点胶并加装底板,进行灌胶与固化处理,以达到绝缘保护作用。

四、其他要求

  1. 高可靠性:IGBT模块封装需要确保高可靠性,以满足长时间稳定运行的需求。这要求封装材料、结构和工艺都具备较高的质量水平。
  2. 环境适应性:IGBT模块需要适应不同的工作环境,如高温、高湿、振动等。因此,封装过程需要考虑这些环境因素对模块性能的影响,并采取相应的措施进行防护。

综上所述,IGBT模块封装的技术要求涉及基板材料、封装结构设计、封装工艺以及其他多个方面。这些要求共同确保了IGBT模块的高性能、高可靠性和长寿命。