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破局引线键合失效,晟鼎等离子清洗机为IGBT封装高可靠性护航

在追求高效、高功率的电力电子时代,IGBT(绝缘栅双极型晶体管)作为核心开关器件,其性能与可靠性直接决定了新能源汽车、轨道交通、智能电网等关键领域的装备水平。然而,一个长期困扰封装工程师的隐形难题——引线键合界面的弱粘接与高失效风险,始终是制约模块长期可靠性的瓶颈。传统的化学清洗与机械研磨方法,在面对日益微型化、精密化的DBC基板与芯片表面时,已显得力不从心,残留的有机污染物、氧化层如同无形的壁垒,严重削弱了键合强度。


如何彻底破除这层微观屏障,实现原子级别的洁净与活化?晟鼎精密,凭借对等离子体表面处理技术的深刻理解和持续创新,给出了行业领先的解决方案。晟鼎等离子清洗机,正成为IGBT封装产线上提升键合可靠性、赋能产品卓越性能的不可或缺的关键工艺装备。

IGBT封装

等离子清洗:原理与工艺优势

等离子体,被称为物质的第四态,是由部分电子被剥夺后的原子、分子以及大量正负离子和活性自由基组成的电离气体。晟鼎等离子清洗机正是利用这一特性,通过射频电源在真空腔体内激发工艺气体(如氩气、氢气、氧气或混合气体),产生高活性的等离子体。

这些高能粒子与材料表面发生复杂的物理轰击与化学反应:一方面,高能离子对表面进行物理剥离微观污染物;另一方面,活性自由基与有机污染物发生化学反应,生成易挥发的二氧化碳和水蒸气,被真空系统抽出。非接触、无损伤地彻底清除DBC基板焊盘、芯片金属化层表面的有机污染物、氧化物等,同时显著提高表面能。


相较于传统方法,晟鼎等离子清洗工艺具有全方位、无死角、无二次污染、环保高效的显著优势。它不涉及有毒化学溶剂,避免了废液处理难题,完美契合现代电子制造的绿色环保理念。

晟鼎解决方案:精准赋能IGBT封装

针对IGBT模块引线键合前的处理需求,晟鼎公司提供了高度定制化的设备与工艺方案:

1、针对性腔体与电极设计:针对IGBT模块中DBC基板尺寸多样、结构复杂的特点,晟鼎优化反应腔体与电极结构,确保等离子体均匀分布,即使对于凹槽、边缘等难处理区域也能实现均匀有效的清洗,避免“阴影效应”。

2、智能工艺配方库:凭借丰富的行业经验,晟鼎为不同基板材料(如Al₂O₃、AlN)、不同金属层(如Cu、Al、Au)以及不同类型的污染物,开发并预置了经过验证的优化工艺参数配方。用户可一键调用,极大简化了操作,确保了工艺结果的一致性与重现性。

3、在线集成能力:晟鼎等离子清洗机设计紧凑,可灵活集成于自动化封装产线,实现快速装载、清洗、传输,满足大规模工业化生产对节拍和稳定性的高要求。

4、精密过程监控:设备配备先进的气路流量控制、射频功率反馈与真空度监测系统,实时保障工艺过程稳定,为每一片进入键合工序的基板提供可靠的质量前置保障。


实测效果:数据见证可靠性提升

引入晟鼎等离子清洗工艺后,IGBT封装产线的品质指标获得显著改善:

表面能显著提升:经过处理后,表面附着力大幅提高,为焊线提供理想的浸润铺展基础。

键合强度大幅增强:引线拉力测试与剪切力测试数据显著提升,显著降低了因界面污染导致的键合脱落、虚焊等早期失效风险。

界面电阻降低:洁净的金属表面使得键合点接触电阻更小,有利于降低模块导通损耗,提升整体能效。

长期可靠性巩固:通过高温高湿存储(THB)、高温反偏(HTRB)、功率循环等加速老化测试验证,经过等离子清洗的模块表现出更优异的耐久性与寿命。


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