11月8日,2023年 IGBT/SiC 產(chǎn)業(yè)論壇,將在深圳觀瀾格蘭云天國際酒店舉行。屆時(shí)智新半導(dǎo)體,陸芯電子,基本半導(dǎo)體,林眾電子,瑞迪微電子,南粵精工,徠木電子,重投天科,中南大學(xué),晨日科技,陶陶新材,泰克科技,賽晶半導(dǎo)體,索力德普半導(dǎo)體,可樂麗等業(yè)內(nèi)知名企業(yè)將帶來精彩報(bào)告分享。報(bào)名聯(lián)系張小姐:13418617872(同微信)。
碳化硅功率模塊的生產(chǎn)工藝流程主要包括陶瓷基板排片、銀漿印刷、芯片貼片、銀燒結(jié)、真空回流焊、引線框架組裝焊接、引線鍵合、等離子清洗、塑封、X光檢測、測試包裝等環(huán)節(jié)。本文詳細(xì)介紹碳化硅半橋模塊的生產(chǎn)工藝流程。為加快產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)交流,艾邦建有碳化硅半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈交流,歡迎識別二維碼加入產(chǎn)業(yè)鏈微信群及通訊錄。

圖 碳化硅半橋模塊生產(chǎn)工藝流程圖
(1)備料:本項(xiàng)目外購陶瓷基板采用排片機(jī)按照設(shè)計(jì)程序進(jìn)行自動排列。該過程中同時(shí)篩選出不合格基板。(2)銀漿印刷、檢驗(yàn)、烘烤:采用自動印刷機(jī)進(jìn)行銀漿印刷,烤箱烘烤,使導(dǎo)電銀漿完全固化,防止氧化。(3)芯片篩選、貼片、燒結(jié):外購芯片采用篩選機(jī)進(jìn)行篩選、排片,確保外觀無破損、異物;經(jīng)貼片機(jī)壓貼合在基板的表面;使得芯片熱壓結(jié)合于銀漿固化后的基板上;最后去掉保護(hù)膜。(4)銀漿印刷、檢驗(yàn)、烘烤:銀漿印刷工藝過程及工況條件與前述工藝一致,此處不贅述。(5)互連貼片、燒結(jié):芯片燒結(jié)后,采用貼片機(jī)將銅夾擠壓貼合在基板的表面;銀與銅夾互連熱壓結(jié)合,使芯片線路之間聯(lián)通;最后去掉保護(hù)膜。(6)框架組裝、等離子洗:外購引線框架采用排片機(jī)進(jìn)行自動放置,與基板進(jìn)行組合。組合件置于密閉等離子清洗機(jī)清洗。(7)框架焊接、等離子清洗:采用超聲波焊接機(jī)將框架于基板焊接固定。等離子清洗工藝與上述一致,不再贅述。(8)引線鍵合、外觀檢測、等離子清洗:引線鍵合采用超聲波焊接方式,焊線主要是利用高純度的銅線、鋁線,把芯片上的焊盤和框架上的導(dǎo)線的連接端通過焊接的方法連接起來。超聲焊利用超聲振動提供的能量,金屬絲在金屬焊區(qū)表面迅速摩擦生熱,產(chǎn)生塑性變形,使兩個(gè)純凈的金屬界面緊密接觸,在適當(dāng)壓力作用下,達(dá)到原子間的緊密鍵合,形成牢固的焊接;不使用外加焊材。等離子清洗工藝與上述一致,不再贅述。(9)塑封成型、固化:本工序主要是把芯片和焊線用塑封料密封起來,保護(hù)其不受外界環(huán)境的影響而失效。(10)去溢膠:塑封固化后,模塊背面溢出的少量塑封料先采用激光打膠機(jī)進(jìn)行邊緣清理,激光清理自帶過濾裝置除塵。打膠機(jī)(濕法)進(jìn)一步清洗;清洗后模塊以壓縮空氣吹掃干燥+烘干。清水槽廢水廠內(nèi)廢水處理設(shè)施處理。(11)切筋成型:利用切筋成型機(jī)將灌封好模組框架切掉,保留引線。(12)測試、包裝:通過常溫電性及功能測試,老化測試——配件放進(jìn)測試機(jī)中通過高低溫電性及高低溫功能測試,測試存儲器芯片的各項(xiàng)性能指標(biāo),使之符合設(shè)計(jì)指標(biāo)。將性能測試合格的模塊,以塑料管包裝保護(hù),防止損壞或污染。(13)模塊+水冷板組裝、回流焊:模塊拆包后與外購水冷板經(jīng)排片機(jī)自動排布后,使用錫片及助焊劑采用回流焊機(jī)進(jìn)行焊接,焊接過程采用氮?dú)獗Wo(hù)。(14)清洗:清洗籃進(jìn)入之后,關(guān)槽蓋,抽真空,進(jìn)行清洗+漂洗。漂洗液自帶冷凝回收裝置進(jìn)行冷凝回收,經(jīng)配套分子篩過濾后回收于漂洗槽回用,不凝氣體進(jìn)入廢氣處理裝置,處理后排放。冷凝裝置冷卻方式采用水冷,所用清洗液、漂洗液定期更換。(15)X光檢檢測:通過X射線透視封裝的內(nèi)部結(jié)構(gòu),檢測焊線(斷裂、短路等)、塑封(空洞、分層等)。(16)成品包裝:按照一定的批次和數(shù)量對測試完成的產(chǎn)品進(jìn)行塑料管真空包裝+紙盒外包,保證運(yùn)輸過程中的產(chǎn)品安全,以及長期存放時(shí)的產(chǎn)品可靠性。本文參考:蘇州斯科半導(dǎo)體環(huán)評報(bào)告,2022年5月,由理想汽車與國內(nèi)半導(dǎo)體龍頭企業(yè)三安光電股份有限公司(以下簡稱“三安光電”)共同出資組建蘇州斯科半導(dǎo)體有限公司,主要專注于第三代半導(dǎo)體碳化硅車規(guī)芯片模組的研發(fā)及生產(chǎn)。該項(xiàng)目2022年,6月中旬在蘇州高新區(qū)啟動廠房建設(shè),年內(nèi)竣工后進(jìn)入設(shè)備裝調(diào),預(yù)計(jì)2023年5月啟動樣品試制,2024正式投產(chǎn)后逐步形成年產(chǎn)240萬只半橋生產(chǎn)能力。原文始發(fā)于微信公眾號(艾邦半導(dǎo)體網(wǎng)):碳化硅功率模塊的生產(chǎn)工藝流程