IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。
VDMOS功率器件工藝流程
是在功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(VDMOS)的基礎(chǔ)上，在其承受高壓的飄移區(qū)(N型IGBT的N-層)之下增加一層P+薄層引入了電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，從而大大提高了器件的電流處理能力。
IGBT制造流程主要是包括芯片設(shè)計(jì)，晶圓制造，封裝測(cè)試；IGBT芯片的制程正面和標(biāo)準(zhǔn)VDMOS差異不大，背面工藝包括:1) 背面減薄；2) 背面注入；3) 背面清洗；4)背面金屬化；5) 背面Alloy；今天介紹下IGBT封裝的工藝流程及其設(shè)備。
首先了解下IGBT模塊跟單管主要優(yōu)勢(shì)有以下幾個(gè)。
·多個(gè)IGBT芯片并聯(lián)，IGBT的電流規(guī)格更大。
·多個(gè)IGBT芯片按照特定的電路形式組合，如半橋、全橋等，可以減少外部電路連接的復(fù)雜性。
·多個(gè)IGBT芯片處于同一個(gè)金屬基板上，等于是在獨(dú)立的散熱器與IGBT芯片之間增加了一塊均熱板，工作更可靠。
·一個(gè)模塊內(nèi)的多個(gè)IGBT芯片經(jīng)過(guò)了模塊制造商的篩選，其參數(shù)一致性比市售分立元件要好。
·模塊中多個(gè)IGBT芯片之間的連接與多個(gè)分立形式的單管進(jìn)行外部連接相比，電路布局更好，引線電感更小。
·模塊的外部引線端子更適合高壓和大電流連接。同一制造商的同系列產(chǎn)品，模塊的最高電壓等級(jí)一般會(huì)比IGBT 單管高1-2個(gè)等級(jí)，如果單管產(chǎn)品的最高電壓規(guī)格為1700V，則模塊有2500V、3300V乃至更高電壓規(guī)格的產(chǎn)品。
IGBT模塊生產(chǎn)工藝
IGBT整線需要的設(shè)備（僅供參考）
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序號(hào) |
工段 |
設(shè)備名稱 |
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1 |
Die bond+Wire Bond 自動(dòng)線—VI （一次回流） |
DBC上料設(shè)備 |
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2 |
Die bond （3臺(tái)） |
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3 |
回流爐（供） |
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4 |
DBC下料設(shè)備 |
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5 |
X-RAY檢測(cè)（供） |
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6 |
緩存機(jī) |
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7 |
鏡檢機(jī) |
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8 |
DBC貼基板 自動(dòng)線—VI （二次回流） |
DBC貼基板設(shè)備（含植pin） |
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9 |
回流爐（供） |
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10 |
基板拆焊+下料設(shè)備 |
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基板+側(cè)框組裝 自動(dòng)線—VI |
鍵合載具上料機(jī) |
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12 |
框架上料&打標(biāo)&點(diǎn)膠機(jī) |
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13 |
鏡檢機(jī) |
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14 |
鍵合載具下料機(jī) |
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15 |
真空灌膠+固化爐+封 ?蓋 自動(dòng)線—VI |
載具上料機(jī) |
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16 |
模塊清潔機(jī) |
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17 |
真空灌膠機(jī) |
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18 |
高溫固化機(jī) |
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19 |
冷卻緩存設(shè)備 |
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20 |
檢驗(yàn)平臺(tái) |
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21 |
自動(dòng)封蓋設(shè)備 |
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22 |
鍵合載具下料機(jī) |
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23 |
貼片機(jī) |
貼附晶圓芯片機(jī) |
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24 |
前工藝輔助 |
切割機(jī)（激光切割sic）新機(jī) |
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25 |
激光切割sic |
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26 |
印刷錫膏 |
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27 |
燒結(jié)銀：全自動(dòng)真空焊接系統(tǒng) （國(guó)產(chǎn)） |
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28 |
燒結(jié)銀真空焊接系統(tǒng) |
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29 |
清潔設(shè)備 |
超聲波水洗（針對(duì)印刷錫膏工藝） |
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30 |
plasma等離子清洗 |
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31 |
鍵合方式：主工藝設(shè)備 |
鋁線鍵合 |
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產(chǎn)品流程追溯標(biāo)記 |
激光打標(biāo) |
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33 |
測(cè)試類 設(shè)備 |
功能測(cè)試（靜態(tài)測(cè)試） |
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功能測(cè)試（動(dòng)態(tài)測(cè)試） |
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34 |
空洞缺陷檢測(cè)（超掃） |
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35 |
推拉力測(cè)試 |
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36 |
特殊類產(chǎn)品使用 |
端子成型 |
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37 |
實(shí)驗(yàn)室用 |
顯微鏡 |
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