在追求高效、高功率的電力電子時代,IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)作為核心開關器件,其性能與可靠性直接決定了新能源汽車、軌道交通、智能電網等關鍵領域的裝備水平。然而,一個長期困擾封裝工程師的隱形難題——引線鍵合界面的弱粘接與高失效風險,始終是制約模塊長期可靠性的瓶頸。傳統的化學清洗與機械研磨方法,在面對日益微型化、精密化的DBC基板與芯片表面時,已顯得力不從心,殘留的有機污染物、氧化層如同無形的壁壘,嚴重削弱了鍵合強度。
如何徹底破除這層微觀屏障,實現原子級別的潔凈與活化?晟鼎精密,憑借對等離子體表面處理技術的深刻理解和持續創新,給出了行業領先的解決方案。晟鼎等離子清洗機,正成為IGBT封裝產線上提升鍵合可靠性、賦能產品卓越性能的不可或缺的關鍵工藝裝備。

等離子清洗:原理與工藝優勢
等離子體,被稱為物質的第四態,是由部分電子被剝奪后的原子、分子以及大量正負離子和活性自由基組成的電離氣體。晟鼎等離子清洗機正是利用這一特性,通過射頻電源在真空腔體內激發工藝氣體(如氬氣、氫氣、氧氣或混合氣體),產生高活性的等離子體。
這些高能粒子與材料表面發生復雜的物理轟擊與化學反應:一方面,高能離子對表面進行物理剝離微觀污染物;另一方面,活性自由基與有機污染物發生化學反應,生成易揮發的二氧化碳和水蒸氣,被真空系統抽出。非接觸、無損傷地徹底清除DBC基板焊盤、芯片金屬化層表面的有機污染物、氧化物等,同時顯著提高表面能。
相較于傳統方法,晟鼎等離子清洗工藝具有全方位、無死角、無二次污染、環保高效的顯著優勢。它不涉及有毒化學溶劑,避免了廢液處理難題,完美契合現代電子制造的綠色環保理念。
晟鼎解決方案:精準賦能IGBT封裝
針對IGBT模塊引線鍵合前的處理需求,晟鼎公司提供了高度定制化的設備與工藝方案:
1、針對性腔體與電極設計:針對IGBT模塊中DBC基板尺寸多樣、結構復雜的特點,晟鼎優化反應腔體與電極結構,確保等離子體均勻分布,即使對于凹槽、邊緣等難處理區域也能實現均勻有效的清洗,避免“陰影效應”。
2、智能工藝配方庫:憑借豐富的行業經驗,晟鼎為不同基板材料(如Al?O?、AlN)、不同金屬層(如Cu、Al、Au)以及不同類型的污染物,開發并預置了經過驗證的優化工藝參數配方。用戶可一鍵調用,極大簡化了操作,確保了工藝結果的一致性與重現性。
3、在線集成能力:晟鼎等離子清洗機設計緊湊,可靈活集成于自動化封裝產線,實現快速裝載、清洗、傳輸,滿足大規模工業化生產對節拍和穩定性的高要求。
4、精密過程監控:設備配備先進的氣路流量控制、射頻功率反饋與真空度監測系統,實時保障工藝過程穩定,為每一片進入鍵合工序的基板提供可靠的質量前置保障。
實測效果:數據見證可靠性提升
引入晟鼎等離子清洗工藝后,IGBT封裝產線的品質指標獲得顯著改善:
表面能顯著提升:經過處理后,表面附著力大幅提高,為焊線提供理想的浸潤鋪展基礎。
鍵合強度大幅增強:引線拉力測試與剪切力測試數據顯著提升,顯著降低了因界面污染導致的鍵合脫落、虛焊等早期失效風險。
界面電阻降低:潔凈的金屬表面使得鍵合點接觸電阻更小,有利于降低模塊導通損耗,提升整體能效。
長期可靠性鞏固:通過高溫高濕存儲(THB)、高溫反偏(HTRB)、功率循環等加速老化測試驗證,經過等離子清洗的模塊表現出更優異的耐久性與壽命。