IGBT芯片集成封装

一、IGBT芯片的封装工艺

IGBT芯片的封装是一个复杂的过程，涉及到多个步骤和技术。首先，芯片在晶圆上被制造出来后，需要通过划片工艺将其从晶圆上分离下来。接着，通过粘片设备将芯片转移到封装框架上，这个过程需要精确的对准和粘接。随后，通过压焊工艺进行连线，最后进行塑封等步骤来保护内部的电路。

粘片工艺

在传统的IGBT单管封装中，粘片工艺是一个关键步骤。传统的粘片工艺需要两台粘片设备来依次完成IGBT和FRD芯片的粘片。这个过程中，框架需要经过两次加热和涂焊锡的过程，这可能导致位置偏移、焊锡厚度不均匀、气泡等问题。此外，框架的变形也会影响后续的粘片过程。

为了解决这些问题，立德智兴开发了双芯片粘片机，这种设备可以在一台机器上同时完成IGBT和FRD芯片的粘片。该设备采用计算机控制的伺服电机系统和摆臂+三轴联动配合的方式，实现了高精度的键合功能。此外，该设备还采用了图像识别系统和自动寻位技术，提高了粘片的灵活性和稳定性。

二、IGBT芯片的封装材料

封装结构的材料

IGBT模块的封装结构包括基板、陶瓷层、散热片等。基板用于支撑IGBT芯片，陶瓷层用于绝缘，散热片则负责散热。封装结构还包括一些外部引线、焊盘等用于连接外部电路的部件。

硅凝胶的应用

硅凝胶作为一种特殊的电子灌封材料，具有良好的耐候和耐老化性能、优异的耐高低温性能、良好的疏水性和电绝缘性能。它在IGBT模块灌封中的应用可以提供理想的抗冲击和减震效果，同时还能起到防水防潮的保护效果。

陶瓷覆铜载板的类型

IGBT封装采用的陶瓷覆铜载板主要有DBC(直接键合覆铜)和AMB(活性钎焊覆铜)两种类型。DBC采用直接热压敷合陶瓷/铜的方式，而AMB的陶瓷和铜之间有钎料填充和参加界面反应，因此可以获得极低的界面空洞率和非常牢靠的界面结合。

三、IGBT封装的发展趋势

英飞凌的Easy系列封装

英飞凌是IGBT封装标准的开发者之一，其Easy系列封装得到了业界的广泛认可。Easy系列封装具有机械特性和物理特性，非常适合当今的IGBT技术和系统应用技术。最近，英飞凌又推出了Easy3B封装，这一新封装继承了EasyB系列的优点，并进行了进一步的优化。

四、高功率IGBT模块封装的选择

高功率IGBT模块封装的最佳选择是铝基碳化硅(AlSiC)，这是一种颗粒增强铝基复合材料，采用铝合金作为基体，碳化硅作为增强体。这种材料充分结合了金属铝和陶瓷的不同优势，得到了封装热管理行业的青睐。

结论

IGBT芯片的集成封装是一个涉及多步骤和技术的过程。从粘片工艺到封装材料的选取，再到封装的不断发展和优化，每一步都对最终产品的性能有着重要的影响。随着技术的进步，我们可以期待更多的创新和改进出现在IGBT封装领域。

五、车规级IGBT有多重要？

　　IGBT全称为绝缘栅双极型晶体管，它由绝缘栅型场效应管和双极型三极管两个部分组成，其兼具MOSFET输入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、开关速度快和BJT通态电流大、导通压降低、损耗小等优点，是功率半导体未来主要的发展方向之一。

　　而IGBT作为电力电子重要的大功率主流器件之一，广泛应用于家用电器、交通运输、电力工程、可再生能源和智能电网等领域。

　　所谓车规级IGBT则是指满足车载等级要求的IGBT，其主要应用场景新能源汽车。根据英飞凌年报显示，新能源汽车中功率半导体器件的价值量约为传统燃油车的5倍以上。其中，IGBT约占新能源汽车电控系统成本的37％，因此是电控系统中最核心的电子器件之一。

　　众所周知，汽车产业链很长，同时市场规模极为庞大，一向被视为是最为重要的产业之一。不过，在燃油车时代，受限于起步晚等原因，中国车企乏善可陈。

　　好在最近几年，中国的新能源汽车行业发展极为迅速，比亚迪（002594.SZ）、蔚来（NIO.US）、理想汽车（LI.US）、小鹏汽车（XPEV.US）等众多车企表现优异，中国汽车产业迎来了弯道超车的机会。

　　工信部数据显示，2021年中国新能源汽车销量为352万辆，同比增长158％；2022年上半年销量260万辆，同比增长近1.2倍；预计2022年新能源汽车的销量将继续达到550万辆左右，同比增速约56％。

　　受新能源汽车产销量高速增长的拉动，车规级IGBT的需求量也在快速增长，这也是供需紧张的主要因素之一。　　

而海外大厂安森美早在5月份就表示，车用IGBT订单已满且不再接单，2022年-2023年产能已全部售罄。　　

国内不少IGBT公司也表示，现有新产线多处于产能爬坡期，目前在手订单充足，普遍存在订单积压问题，现有产能已售罄，在手订单多排至明年。