IGBT模塊封裝是將多個(gè)IGBT集成封裝在一起，以提高IGBT模塊的使用壽命和可靠性，體積更小、效率更高、可靠性更高是市場(chǎng)對(duì)IGBT模塊的需求趨勢(shì)。常見(jiàn)的模塊封裝技術(shù)有很多，各生產(chǎn)商的命名也不一樣，如英飛凌的62mm封裝、TP34、DP70等等。一個(gè)IGBT模塊的封裝需經(jīng)歷貼片、真空焊接、等離子清洗、X-RAY照線光檢測(cè)、鍵合、灌膠及固化、成型、測(cè)試、打標(biāo)等等的生產(chǎn)工序。

何為等離子？

等離子體是由正離子、負(fù)離子和自由電子等帶電粒子以及不帶電的中性粒子如激發(fā)態(tài)分子以及自由基組成的部分電離的氣體組成，由于其正負(fù)電荷總是相等的，所以稱(chēng)為等離子體，它是物質(zhì)常見(jiàn)的固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之外的第四態(tài)。在電子器件清洗中，主要是低壓氣體輝光等離子清洗。已有多篇文獻(xiàn)證實(shí)，等離子清洗可以顯著提高功率電子器件界面連接質(zhì)量和可靠性。

等離子清洗機(jī)的工作原理是在射頻電壓激勵(lì)下，低壓氣體產(chǎn)生活性等離子體，等離子體通過(guò)物理碰撞或化學(xué)反應(yīng)等方式分解多余物，有效地去除材料表面污染物。

常見(jiàn)芯片為硅基鍍金芯片，金鍍層表面常常會(huì)有油脂、油污等有機(jī)物及氧化層。在進(jìn)行芯片的貼裝前，需要用一定的方法將有機(jī)物及氧化層去除，以提高芯片表面活性(附著力)從而提高與焊育連接界面的強(qiáng)度。

在等離子清洗中，一般可將活化氣體分為兩類(lèi)：一類(lèi)為由惰性氣體產(chǎn)生的等離子體(如Ar，N等)；另一類(lèi)為由反應(yīng)性氣體產(chǎn)生的等離子體(如O，H，氟氣體等)。在芯片粘接中，氧氣和氙氣是兩種常用的等離子活化氣體，運(yùn)用氧氣和氬氣等離子在清洗芯片的過(guò)程中，芯片鍍層表面會(huì)分別受到化學(xué)處理和物理轟擊的作用，分別經(jīng)歷以下幾個(gè)步驟:

第一步為污染物在真空和瞬時(shí)高溫狀態(tài)下部分蒸發(fā);

第二步為在高能量氧離子或氬離子的沖擊下，芯片表面污染物快速氣化；

第三步為真空泵工作將污染物抽出；

第四步為充入氨氣，使腔體恢復(fù)常壓狀態(tài)。

除此之外等離子清洗機(jī)還可以對(duì)IGBT模塊的DBC基板和功率端子等進(jìn)行清洗，以去除基板表面的有機(jī)物，氧化物，微顆粒污染物等雜質(zhì)，提高封裝可靠性。等離子清洗具有常規(guī)清洗方法無(wú)法到達(dá)的效果，通過(guò)離子轟擊的方法可以將組件表面的油污等雜質(zhì)徹底清洗掉。

IGBT模塊封裝DBC基板等離子清洗

等離子清洗工藝可以在不破壞芯片及其他所用材料的表面特性、電特性的前提下，清洗去除芯片表面上的各種有害物質(zhì)和殘留物，可作為高效、環(huán)保的清洗設(shè)備，所以應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。

等離子清洗的行業(yè)應(yīng)用

文章來(lái)源：艾邦半導(dǎo)體