車規(guī)級(jí)IGBT模塊封裝技術(shù)壁壘：難點(diǎn)在于高可靠性

近幾年，隨著新能源汽車的快速發(fā)展，作為新能源汽車內(nèi)用控制器的主要成本構(gòu)成器件IGBT也迎來了爆發(fā)，預(yù)計(jì)到2025年，中國IGBT市場規(guī)模將達(dá)到522億元，年復(fù)合增長率近20%。然而，從設(shè)計(jì)及制造維度來看，縱觀全球車規(guī)級(jí)IGBT產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，目前差不多70%的市場份額都被歐、美，日等國刮分。國內(nèi)的IGBT設(shè)計(jì)及制造能力發(fā)展卻參差不齊，當(dāng)然其中也不乏有跟得上腳步，不斷的進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，并從中獲得自身價(jià)值和自我突破的民族企業(yè)。

什么是車規(guī)級(jí)IGBT封裝？其定義是一種專門用于新能源汽車領(lǐng)域的電力電子器件。它是新能源汽車和傳統(tǒng)汽車中極為關(guān)鍵的元件之一，主要用它來調(diào)節(jié)輸出給電機(jī)的功率。由于汽車工作環(huán)境惡劣，并可能面臨強(qiáng)振動(dòng)條件，對于車規(guī)級(jí)IGBT而言，在溫度沖擊、溫度循環(huán)、功率循環(huán)、耐溫性能等要求標(biāo)準(zhǔn)是遠(yuǎn)高于工業(yè)級(jí)和消費(fèi)級(jí)。

IGBT封裝從芯片來料到封裝完成主要經(jīng)過以下工藝：絲網(wǎng)印刷-自動(dòng)貼片-真空回流焊接-超聲波清洗-缺陷檢測（X光）-自動(dòng)引線鍵合-激光打標(biāo)-殼體塑封-功率端子鍵合-殼體灌膠與固化-端子成形-功能測試，每一個(gè)工藝環(huán)節(jié)相較于其他的工藝技術(shù)，其技術(shù)難度系數(shù)都是相當(dāng)高的。

汽車級(jí)IGBT模塊的使用時(shí)間要求需要達(dá)到15年。因此在封裝過程中，模塊對產(chǎn)品的可靠性和質(zhì)量穩(wěn)定性要求非常高。高可靠性設(shè)計(jì)需要考慮材料匹配、高效散熱、低寄生參數(shù)、高集成度等因素。封裝工藝控制還包括低空洞率焊接/燒結(jié)、高可靠互連、ESD防護(hù)、老化篩選等環(huán)節(jié)。除模塊技術(shù)之外，車載的電子元件故障也是常見的技術(shù)難題，研究發(fā)現(xiàn)，造成車載電子元件故障的原因有一部分是來自于“焊接缺陷”。常見的焊接缺陷如：空洞、枕頭缺陷、不潤濕開路、枝晶生長、開裂和翹曲等。

IGBT模塊封裝技術(shù)壁壘可能在于以下幾點(diǎn)：

1.良好的高低溫度循環(huán)沖擊可靠性，熔點(diǎn)在214-225°C，與SAC305熔點(diǎn)接近；

2.良好的剪切強(qiáng)度,粘接推力，其剪切力大于SAC305的推力；

3.空洞率極低，空洞率<10%；

4.良好的潤濕性能；

5.ＴＳ＠５００次循環(huán)后，焊點(diǎn)正常，未出現(xiàn)裂紋等。

Home > 行業(yè)資訊 > 日期：2024-7-24 來源：網(wǎng)絡(luò) 發(fā)布：前前閱讀：

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