IGBT芯片與芯片的電極端子間，IGBT芯片電極端子與二極管芯片間，芯片電極端子與絕緣襯板間一般通過引線鍵合技術(shù)進行電氣連接。通過鍵合線使芯片間構(gòu)成互連，形成回路。引線鍵合是IGBT功率器件內(nèi)部實現(xiàn)電氣互連的主要方式之一。隨著制造工藝的快速發(fā)展，許多金屬鍵合線被廣泛的應(yīng)用到IGBT功率模塊互連技術(shù)中。目前，常用的鍵合線有鋁線、金線、銀線、銅線、鋁帶、銅片和鋁包銅線等。表1是引線鍵合技術(shù)中常用材料的性能。

表1 引線鍵合工藝中常用鍵合線的材料屬性

圖1  粗鋁線鍵合實物圖

圖2 鋁帶鍵合實物圖

2. 銅線鍵合

由表1可知，銅線比鋁線的電阻率低，導(dǎo)電性能好，熱導(dǎo)率比鋁線高，散熱性能好。現(xiàn)在功率模塊大多追求小體積、高功率密度和快散熱，銅線鍵合技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。圖3所示為銅線鍵合實物和銅帶鍵合實物。

圖3 銅材料鍵合實物圖

銅線的通流能力強，直徑400um的銅線可以承受直流約32.5A的電流，比鋁線的載流能力提高了71%。銅線鍵合技術(shù)的缺點也十分明顯。由于芯片表面多為鋁合金，銅線在鍵合前需要在芯片表面進行電銀或者沉積，不但增加了成本，而且增加了在生產(chǎn)過程中復(fù)雜程度。銅材料的熱膨脹系數(shù)較大，與芯片不匹配，在功率循環(huán)工作條件下，產(chǎn)生的熱應(yīng)力累積，容易使鍵合引線脫落或芯片表面產(chǎn)生裂痕。

3. 鋁包銅線鍵合

圖4 鋁包銅線鍵合線 

4. 金線鍵合

線鍵合技術(shù)主要應(yīng)用在集成度較高的IC芯片封裝中，金線的熱導(dǎo)率較高，散熱效果好，電阻率比鋁線低，導(dǎo)電性強。金線的膨脹系數(shù)為14.2×10-6K-1，為所有常用鍵合金屬材料中最低的，與硅芯片的匹配性較其他鍵合材料要好。但由于其價格過于昂貴，限制了其在半導(dǎo)體封裝中的廣泛應(yīng)用。金線鍵合實物如圖5所示。

圖6 銀線鍵合實物圖

綜上所述，不同材料的鍵合引線，其主要應(yīng)用領(lǐng)域不同，均有一定程度的優(yōu)缺點。線鍵合會有較大的寄生電感，多跟線鍵合時會有鄰近效應(yīng)和電流分配不均等問題。帶鍵合雖然可有效地避免上述問題，但工藝難度增加，相應(yīng)的增加制造成本。另外由于鍵合材料熱膨脹系數(shù)不匹配引起的熱應(yīng)力積累，最終會影響功率器件的可靠性問題。因此在選擇鍵合引線時需要綜合考慮工藝、功率器件可靠性和成本等方面。

IGBT功率器件清洗

為應(yīng)對能源危機和生態(tài)環(huán)境惡化等問題，世界各國均在大力發(fā)展新能源汽車、高壓直流輸電等新興應(yīng)用，促進了大功率電力電子變流裝置的廣泛應(yīng)用。大功率變流裝置的可靠性對這些應(yīng)用而言十分重要。裝置的可靠性與其核心器件IGBT密切相關(guān)。

目前，大量的IGBT仍在采用傳統(tǒng)的正溴丙烷等溶劑清洗清洗，隨著對環(huán)保的管控和對產(chǎn)品可靠性的要求不斷提高，原有的傳統(tǒng)溶劑清洗已不能滿足IGBT清洗。對此，合明提出新型的IGBT清洗方案。

合明科技半水基清洗工藝解決方案，采用合明科技專利配方，可在清洗IGBT凹槽內(nèi)存在大量的錫膏殘留的同時去除金屬界面高溫氧化膜，更含有保護芯片獨特的材料；配方材料親水性強，清洗后易于用水漂洗干凈。

合明科技運用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強有力的支持。

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