IGBT模块封装技术与工艺

我国的功率半导体技术包括芯片设计、制造和模块封装技术目前都还处于起步阶段。功率半导体芯片技术研究一般采取“设计+代工”模式，即由设计公司提出芯片设计方案，由国内的一些集成电路公司代工生产。

由于这些集成电路公司大多没有独立的功率器件生产线，只能利用现有的集成电路生产工艺完成芯片加工，所以设计生产的基本是一些低压芯片。与普通IC芯片相比，大功率器件有许多特有的技术难题，如芯片的减薄工艺，背面工艺等。解决这些难题不仅需要成熟的工艺技术，更需要先进的工艺设备，这些都是我国功率半导体产业发展过程中急需解决的问题。

从80年代初到现在IGBT芯片体内结构设计有非穿通型(NPT)、穿通型(PT)和弱穿通型(LPT)等类型，在改善IGBT的开关性能和通态压降等性能上做了大量工作。但是把上述设计在工艺上实现却有相当大的难度。尤其是薄片工艺和背面工艺。工艺上正面的绝缘钝化，背面的减薄国内的做的都不是很好。 低温药芯锡丝

薄片工艺，特定耐压指标的IGBT器件，芯片厚度也是特定的，需要减薄到200-100um，甚至到80um，现在国内可以将晶圆减薄到175um，再低就没有能力了。比如在100~200um的量级，当硅片磨薄到如此地步后，后续的加工处理就比较困难了，特别是对于8寸以上的大硅片，极易破碎，难度更大。

背面工艺，包括了背面离子注入，退火激活，背面金属化等工艺步骤，由于正面金属的熔点的限制，这些背面工艺必须在低温下进行(不超过450°C)，退火激活这一步难度极大。背面注入以及退火，此工艺并不像想象的那么简单。国外某些公司可代加工，但是他们一旦与客户签订协议，就不再给中国客户代提供加工服务。

在模块封装技术方面，国内基本掌握了传统的焊接式封装技术，其中中低压模块封装厂家较多，高压模块封装主要集中在南车与北车两家公司。与国外公司相比，技术上的差距依然存在。国外公司基于传统封装技术相继研发出多种先进封装技术，能够大幅提高模块的功率密度、散热性能与长期可靠性，并初步实现了商业应用。

高端工艺开发人员非常缺乏，现有研发人员的设计水平有待提高。目前国内没有系统掌握IGBT制造工艺的人才。从国外先进功率器件公司引进是捷径。但单单引进一个人很难掌握IGBT制造的全流程，而要引进一个团队难度太大。国外IGBT制造中许多技术是有专利保护。目前如果要从国外购买IGBT设计和制造技术，还牵涉到好多专利方面的东西。 昆明BGA锡球价格

半导体模压机具有主动程序控制功用和先进牢靠的液压体系。模压机可以实现主动恒温，主动放气，主动脱模和主动控制时间。模压机选用机械连杆机构，以保证鞋硫化过程中不会发霉，开胶和脱胶。因为倒置的鞋面十分洁净，所以可以出产高质量的长筒，中帮和低帮军鞋。运用模压机时，当活塞位于底部时，液压体系通过补偿油泵注入液压油。气体在进口压力下通过进口进气阀进入膜腔，反向隔阂被推到膜腔的底部。隔阂腔内充满气体。当曲轴旋转时，活塞从底部移动到顶部。液压油体系的压力升高。当液压油压力达到紧缩气体压力时，隔阂将移动到腔体顶部以紧缩气体。该体系是“气体紧缩体系＇。液压油体系包含曲轴，活塞和由电动机驱动的连杆。活塞往复运动以发生液压油压力并将底部隔阂推向气体侧，从而紧缩气体并排出气体。液压体系的另一个组件是补偿油泵，止回阀和压力调节阀，以保证在紧缩循环期间液压油体系始终处于充满液压油的状况。在紧缩过程中，止回阀将液压油与补偿油泵阻隔，以避免液压油倒流。同时，压力调节阀控制液压油压力，从而构成液压油体系的压力。该体系是＇液压油体系＇。模压机是两个体系的组合－液压油体系和气体紧缩体系。金属膜片将两部分完全阻隔。气体紧缩体系：气体紧缩体系包含三层金属膜片以及气体进口和出口阀。

模压机是一种特殊的制鞋设备，结合了鞋底的硫化，压制和成型。

半导体制程实务上有四个关键，也可以是四大模块:

1.光罩制程:将线路设计模式化的角色

2.芯圆制程:将线路模式具体化的角色

3.封装制程:处理芯圆至芯片化的角色

4.终测制程:明确线路的功能化的角色

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