浙江动态测试外壳组装兼容设备

IGBT应用场景，以上就是IGBT的一些基础知识的介绍了，IGBT发展至今这么长的时间，从传统的电力电子领域拓展到汽车电子领域，IGBT设备的性能也在不断提升，要求也越来越高。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。IGBT模块生产过程主要是把晶圆贴片在陶瓷基板上，键合线，插针，点胶密封等过程。在阅读本文之前，欢迎识别二维码加入艾邦IGBT产业微信群；IGBT的结构主要由三部分组成：金属氧化物半导体氧化层(MOS)，双极型晶体管(BJT)和绝缘层。浙江动态测试外壳组装兼容设备

IGBT的基础拓扑结构是怎样的？，在IGBT模块/单管中，一般统称一单元是IGBT单管，二单元是单个桥臂（半桥），四单元是H桥（单相桥），六单元是三相桥（全桥），七单元一般是六单元+一个制动单元，八单元一般是六单元+制动单元+预充电单元。一个单元由1对、2对或3对FRD+IGBT组成。其中1对，可以是1个FRD+1个IGBT，也可以是1个FRD+2个IGBT等。具体实物可参照下图，这是一个6单元的IGBT模块。功率循环和温度循环作为表示的耐久测试，要求极为严格，例如功率循环次数可能从几万次到十万次不等。主要目的是测试键合线、焊接层等机械连接层的耐久情况。测试时的失效机理主要是，芯片、键合线、DBC、焊料等的热膨胀系数不一致，导致键合线脱落、断裂，芯片焊层分离，以及焊料老化等。DBC底板贴装机生产一般所说的IGBT也指IGBT模块。

下面是一张IGBT实物图，可以看出主要的物料有IGBT芯片，二极管，五金件，键合丝，陶瓷基板，外壳等。IGBT模块生产工艺流程如下所示：IGBT模块工艺流程简介：（1）贴晶圆：使用晶圆贴片机将切合的IGBT晶圆和锡片贴装到DBC基板上；IGBT晶圆，上面被分割成一颗颗的正是IGBT芯片。贴片设备会将晶圆上的IGBT芯片自动取下来，放置到固定的衬板上，形成IGBT模块的电路；（2）真空回流焊（一次）：根据客户需求，将贴好晶圆的DBC基板送入回流炉中，在炉内进行加热熔化（一次回流炉使用电加热，工作温度245℃，持续工作7分钟左右）， 以气态的甲酸与锡片金属表面的氧化物生成甲酸金属盐，并在高温下裂解还原金属，以此达到焊接目的，需向炉内注入氮气作为保护气以保证焊接质量。甲酸焊接过程化学反应机理如下：HCOOH+MO→M+H2O+CO2。

IGBT的工作原理，IGBT是将晶体管的特性和开关电路的特性结合在一起，使其成为一种可以控制电流的新型电子元件。IGBT的结构使其可以实现从开启到关断的电流控制，而不会产生过大的漏电流，也不会影响其他电路的工作。IGBT的工作原理是将电路的电流控制分为两个部分：绝缘栅极的电流控制和双极型晶体管的电流控制。当绝缘栅极上的电压变化时，它会影响到晶体管的导通，从而控制电流的流动。当双极型晶体管的电流控制发挥作用时，它会进一步控制电流的流动，从而使IGBT的效率更高。IGBT的主要参数：1、电压限制：IGBT的电压范围一般在600V-6.5kV之间。2、功率限制：IGBT的功率范围一般在1W-15MW之间。3、漏电流：IGBT的漏电流比MOSFET要小得多，一般在1mA-100mA之间。4、损耗：IGBT的损耗一般比MOSFET要低，可以达到1W-15MW之间。5、热效应：IGBT的热效应比MOSFET要小，可以达到20°C-150°C之间。6、反应时间：IGBT的反应时间一般比MOSFET要快，可以达到1ns-50ns之间。IGBT可以用于高压电磁转换器，用于电力转换和调节。

焊层失效，上述温度梯度也存在于焊接层和相邻组件中，因此会导致剪切应力。焊接层失效的主要表现形式是裂纹、空洞和分层。在开关循环中，作为弹性塑料材料的焊接层会出现非弹性应变，较终导致焊接层的裂纹、裂纹的发展和焊接材料的分层。空洞是由焊接材料的晶体边界空洞和回流焊工艺引起的，这是一种不可避免的现象。随着功率循环，焊接层受到热应力，空洞也会增加。焊接层失效后，热阻进一步增加，导致温度梯度增加，形成正反馈，较终导致焊接层完全失效。IGBT发展至今这么长的时间，从传统的电力电子领域拓展到汽车电子领域，IGBT设备的性能也在不断提升。动态测试真空封盖自动线厂家

随着全球制造业向中国的转移，中国已逐渐成为全球较大的IGBT消费市场。浙江动态测试外壳组装兼容设备

电迁移、电化学腐蚀和金属化重构，IGBT功率模块芯片顶部有一层Al金属薄膜，用于与外界连接。在电流和温度梯度的作用下，Al金属离子会沿着导体移动，如沿键合线移动，产生净质量运输，导致薄膜上出现空洞、小丘或晶须。随着设备的老化，硅胶的气密性降低，外部物质与Al金属薄膜接触，导致电化学腐蚀。常见的有Al自钝化反应、单阳极腐蚀电池反应和与污染的离子反应。金属化重建是由于Al和芯片上SiO2的CTE值相差两个数量级，导致界面循环应力，Al原子扩散，导致丘陵、晶须和空洞，较终导致塑性变形和裂纹。上述因素导致的Al膜失效会加剧键合点的疲劳，较终导致键合线脱落或电场击穿失效。浙江动态测试外壳组装兼容设备