IGBT及其封装简介课件

IGBT封装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?绝缘栅双极晶体管(IGBT)是由功率MOSFET和双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。3IGBT工作原理IGBT就是一个开关，非通即断，如国内外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600~900V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。短片介绍国内外IGBT发展现状根据市场调研机构Yole的调查IGBT封装IGBT封装基板导热胶散热器铜DBC衬板铜芯片紧固件母排端子硅胶环氧树脂焊层超声引线键合IGBT封装图示基板导热胶散热器铜DBC衬板铜芯片紧固件母排端子硅胶环氧树脂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380um~630um绝缘材料（Al2O3、AlN）300um左右铜箔1000℃高温共熔刻蚀图形7DBC板简介DBC优点：380um~630um绝缘材料（A贴片烧结清洗X光键合注胶成型测试打标IGBT工艺流程贴片烧结清洗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:Hybond141自动设备：丝印AutotronikBS1400

贴片片AutotronikBS391粘片Datacon2200e1010贴片目的：1.将芯片贴到DBC基板上推荐设备：11Hybond141Datacon

2200eAutotronikBS1400AutotronikBS39111Hybond141Datacon2200eAuto12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12烧结Centrotherm目的：固化粘片的胶水提供真空环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-AP100013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14X光检测目的：检测半成品空洞，避免流入下道工序设备：PhoenixMicrome优势：几何放大2160倍

分辨力：<1um

高精度、无震动14X光检测目的：检测半成品空洞，避免流入下道工序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ShinapexSHB-150HeeseBJ-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100~500um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100um~2mm铝线铝带；

5.精确的键合参数控制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16ShinapexSHB-150HeeseBJ-93516ShinapexSHB-150HeeseBJ-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：NLCTR-V真空灌注机CEN烧结炉真空注胶高温固化固化完成17灌胶&固化目的：对壳体内部抽真空注入A、B胶并抽真空真空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

18成型目的：对产品进行加装顶盖并对端子进行折弯成型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：UnitekLMF1000/2000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19打标目的：对模块、壳体表面进行激光打标2020IGBT封装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?绝缘栅双极晶体管(IGBT)是由功率MOSFET和双23IGBT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。3IGBT工作原理IGBT就是一个开关，非通即断，如国内外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600~900V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。短片介绍国内外IGBT发展现状根据市场调研机构Yole的调查IGBT封装IGBT封装基板导热胶散热器铜DBC衬板铜芯片紧固件母排端子硅胶环氧树脂焊层超声引线键合IGBT封装图示基板导热胶散热器铜DBC衬板铜芯片紧固件母排端子硅胶环氧树脂27DBC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380um~630um绝缘材料（Al2O3、AlN）300um左右铜箔1000℃高温共熔刻蚀图形7DBC板简介DBC优点：380um~630um绝缘材料（A贴片烧结清洗X光键合注胶成型测试打标IGBT工艺流程贴片烧结清洗X光键合注胶成型测试打标IGBT工艺流程

IGBT主要工艺图解IGBT主要工艺图解3030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:Hybond141自动设备：丝印AutotronikBS1400

贴片片AutotronikBS391粘片Datacon2200e1010贴片目的：1.将芯片贴到DBC基板上推荐设备：31Hybond141Datacon

2200eAutotronikBS1400AutotronikBS39111Hybond141Datacon2200eAuto32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12烧结Centrotherm目的：固化粘片的胶水提供真空环33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-AP100013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34X光检测目的：检测半成品空洞，避免流入下道工序设备：PhoenixMicrome优势：几何放大2160倍

分辨力：<1um

高精度、无震动14X光检测目的：检测半成品空洞，避免流入下道工序35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ShinapexSHB-150HeeseBJ-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100~500um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100um~2mm铝线铝带；

5.精确的键合参数控制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36ShinapexSHB-150HeeseBJ-93516ShinapexSHB-150HeeseBJ-93537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：NLCTR-V真空灌注机CEN烧结炉真空注胶