功率器件IGBT模塊芯片生產(chǎn)流程和IGBT封裝芯片封裝清洗介紹

合明科技發(fā)布時間：2024-03-21 ?? 3222 Tags：IGBT模塊芯 IGBT芯片 IGBT芯片內(nèi)部結構

一、IGBT基礎知識

1946年1月，遠在太平洋彼岸的美國BELL實驗室正式成立了一個半導體研究小組，小組內(nèi)有3名核心成員，分別是Schokley、Bardeen和Brattain，俗稱“晶體管三劍客”。

三劍客有自己的研究優(yōu)勢，Bardeen提出了表面態(tài)理論，Schokley給出了實現(xiàn)放大器的基本設想，Brattain設計了實驗。

在三劍客成立的次年，1947年巴丁(Bardeen)和布萊登(Brattain)發(fā)明了點接觸(point?contact)晶體管。接著在1949年肖克萊(Shockley)發(fā)表了關于p?n結和雙極型晶體管的經(jīng)典論文。有史以來的第一個晶體管中，在三角形石英晶體底部的兩個點接觸是由相隔50μm的金箔線壓到半導體表面做成的，所用的半導體材料為鍺；當一個接觸正偏(forward biased，即對于第三個端點加正電壓)，而另一個接觸反偏(reverse biased)時，可以觀察到把輸入信號放大的晶體管行為(transistor action)。

1982年，RCA和GE公司聯(lián)合研制出了復合型晶體管——絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。IGBT兼具金屬氧化物半導體場效應晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)高輸入阻抗和雙極晶體管(Bipolar Junction Transistor,BJT)大電流密度的特點，在大功率應用領域擁有顯著的優(yōu)勢，一度被稱為近乎理想的功率半導體器件。

二、IGBT芯片制造技術

功率器件IGBT模塊芯片生產(chǎn)流程長，工藝復雜，細節(jié)較多，但整理工藝流程如下圖所示：

1.基板

IGBT基板是P-N結

2.B+注入

使用離子注入設備，對P-N結進行離子注入

3.絕緣膜形成

通過CVD形成掩膜絕緣層

4.掩膜用絕緣膜加工

通過刻蝕和去膠處理絕緣膜

5.P+注入

使用離子注入設備進行P離子注入

6.形成溝槽

通過刻蝕形成溝槽

7.形成絕緣膜

再次通過CVD形成絕緣膜

8.絕緣膜加工

通過刻蝕和去膠處理絕緣膜

9.形成Emitter電極

通過濺射或蒸鍍形成電極

10.形成P+FS層

通過離子注入設備形成P+FS層

11.形成B+(Collector)

通過離子注入設備形成B+(Collector)

12.形成Collector

通過濺射或蒸鍍形成Collector

通過上述工藝，完成了一個標準的IGBT芯片的制造流程。

下圖是詳細IGBT芯片內(nèi)部結構：

根據(jù)對IGBT芯片內(nèi)部結構設計的不同，又可分為PT型、NPT型、FS型，如下圖所示：

三、IGBT封裝芯片封裝清洗：

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學遷移，形成樹枝狀結構體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關注的呢？助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴重者導致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技運用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術要求，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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