IGBT及其封裝簡(jiǎn)介PPT課件

1、 絕緣柵雙極晶體管(IGBT)是由功率MOSFET和雙極晶體管(BJT)復(fù)合而成的一種新型的電力半導(dǎo)體器件，它集兩者的優(yōu)點(diǎn)于一體，具有輸入阻抗大、驅(qū)動(dòng)功率小、控制電路簡(jiǎn)單、開關(guān)損耗小、速度快及工作頻率高等特點(diǎn)，成為目前最有應(yīng)用前景的電力半導(dǎo)體器件之一。在軌道交通、航空航天、新能源、智能電網(wǎng)、智能家電這些朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)中，IGBT作為自動(dòng)控制和功率變換的關(guān)鍵核心部件，是必不可少的功率“核芯”。采用IGBT進(jìn)行功率變換，能夠提高用電效率，提升用電質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果，在綠色經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著無(wú)可替代的作用。什么是IGBT?第1頁(yè)/共20頁(yè)2IGBT工作原理 IGBT就是一個(gè)開關(guān)，非通即斷，如何控制他的通還是斷，

2、就是靠的是柵源極的電壓，當(dāng)柵源極加+12V（大于6V，一般取12V到15V）時(shí)IGBT導(dǎo)通，柵源極不加電壓或者是加負(fù)壓時(shí)，IGBT關(guān)斷，加負(fù)壓就是為了可靠關(guān)斷。 在IGBT 的G和S兩端加上電壓后，內(nèi)部的電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，本來(lái)是正離子和負(fù)離子一一對(duì)應(yīng)，半導(dǎo)體材料呈中性，但是加上電壓后，電子在電壓的作用下，累積到一邊，形成了一層導(dǎo)電溝道，因?yàn)殡娮邮强梢詫?dǎo)電的，變成了導(dǎo)體。如果撤掉加在GS兩端的電壓，這層導(dǎo)電的溝道就消失了，就不可以導(dǎo)電了，變成了絕緣體。第2頁(yè)/共20頁(yè)國(guó)內(nèi)外IGBT發(fā)展現(xiàn)狀 根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole的調(diào)查報(bào)告顯示，目前全球IGBT市場(chǎng)已回歸到穩(wěn)步上升的軌道，市場(chǎng)規(guī)模在隨后的幾年時(shí)間內(nèi)

3、將繼續(xù)保持穩(wěn)定的發(fā)展速度，市場(chǎng)規(guī)模至2018年將達(dá)到60億美元的數(shù)值。在產(chǎn)品分布上，雖然600900V的IGBT是目前市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品，但伴隨著軌道交通、再生能源、工業(yè)控制等行業(yè)市場(chǎng)在近幾年內(nèi)的高速成長(zhǎng)，對(duì)更高電壓應(yīng)用的IGBT產(chǎn)品提出了強(qiáng)烈的需求。 國(guó)外研發(fā)IGBT器件的公司主要有英飛凌、ABB、三菱、西門康、日立、富士、TOSHIBA、IXYS和APT公司等，其IGBT技術(shù)基本成熟，已實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模商品化生產(chǎn)，IGBT產(chǎn)品電壓規(guī)格涵蓋600V-6500V，電流規(guī)格涵蓋2A-3600A，形成了完善的IGBT產(chǎn)品系列。短片介紹第3頁(yè)/共20頁(yè)IGBT 封裝第4頁(yè)/共20頁(yè)基板基板導(dǎo)熱膠導(dǎo)熱膠散熱

4、器散熱器銅銅DBC襯板襯板銅銅芯片芯片緊固件緊固件母排端子母排端子硅膠硅膠環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂焊層焊層超聲引線鍵合超聲引線鍵合IGBT封裝圖示第5頁(yè)/共20頁(yè)6DBC板簡(jiǎn)介DBC優(yōu)點(diǎn)：1.優(yōu)良的導(dǎo)熱性能2.良好的機(jī)械性能3.金屬與陶瓷間具有較高的附著4.便于刻蝕出各種圖形5.耐腐蝕380um630um絕緣材料（Al2O3、AlN）300um左右銅箔1000高溫共熔刻蝕圖形第6頁(yè)/共20頁(yè)貼片燒結(jié)清洗X光鍵合注膠成型測(cè)試打標(biāo)IGBT工藝流程第7頁(yè)/共20頁(yè)IGBT主要工藝圖解第8頁(yè)/共20頁(yè)99貼片目的：1.將芯片貼到DBC基板上 2.將DBC貼到銅底板推薦設(shè)備：手動(dòng)設(shè)備: Hybond 141自動(dòng)

5、設(shè)備：絲印Autotronik BS1400 貼片片AutotronikBS391 粘片 Datacon2200e第9頁(yè)/共20頁(yè)10Hybond 141Datacon 2200eAutotronik BS1400Autotronik BS391第10頁(yè)/共20頁(yè)11燒結(jié)Centrotherm目的：固化粘片的膠水設(shè)備：centrotherm設(shè)備優(yōu)勢(shì)：工藝溫度最高可達(dá)450；溫度均勻性絕佳；升溫速度可達(dá)50K/min；降溫速度可達(dá)180K/min；真空水平可至10-5Mbar；循環(huán)生產(chǎn)周期短；提供真空環(huán)境以排除內(nèi)部氣泡第11頁(yè)/共20頁(yè)12等離子清洗目的：對(duì)半成品進(jìn)行清洗，去除有機(jī)污染和氧化物

6、以滿足打線要求設(shè)備：March-AP1000第12頁(yè)/共20頁(yè)13X光檢測(cè)目的：檢測(cè)半成品空洞，避免流入下道工序設(shè)備：Phoenix Microme優(yōu)勢(shì)：幾何放大2160倍 分辨力：1um 高精度、無(wú)震動(dòng)第13頁(yè)/共20頁(yè)14鍵合目的：通過(guò)鍵合打線，使芯片與基板相連，器件實(shí)現(xiàn)功能性設(shè)備半自動(dòng)楔焊全自動(dòng)楔焊Shinapex SHB-150Heese BJ-935/939特點(diǎn)1.應(yīng)用于大功率器件2.精確控制每一步參數(shù)3.適合100500um鋁線1.最小焊盤間距可達(dá)40微米；2.位置精度可達(dá)+/-1微米；3.每秒7根線的高產(chǎn)能；4.線徑100um2mm鋁線鋁 帶；5.精確的鍵合參數(shù)控制第14頁(yè)/共20頁(yè)15Shinapex SHB-150Heese BJ-935第15頁(yè)/共20頁(yè)16灌膠&固化目的：對(duì)殼體內(nèi)部抽真空注入A、B膠并抽真空 高溫固化，達(dá)到絕緣保護(hù)作用設(shè)備：NLC TR-V真空灌注機(jī) CEN燒結(jié)爐真空注膠高溫固化固化完成第16頁(yè)/共20頁(yè)17成型目的：對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加裝頂蓋并對(duì)端子進(jìn)行折彎成型設(shè)備：折彎?rùn)C(jī) 第17頁(yè)/共20頁(yè)18打標(biāo)目的：對(duì)模塊、殼體表面進(jìn)行激光打標(biāo) 標(biāo)明產(chǎn)品型號(hào)、日期等設(shè)備：Unite