IGBT模塊（Insulated Gate Bipolar Transistor Module，絕緣柵雙極型晶體管模塊）是一種高性能的電力電子器件，廣泛應用于高電壓、大電流的開關和控制場合。它結合了MOSFET（場效應晶體管）的高輸入阻抗和BJT（雙極型晶體管）的低導通損耗優(yōu)點，適用于變頻器、逆變器、電機驅動、電源轉換等領域。

IGBT模塊的基本結構通常有多個IGBT芯片，二極管，驅動電路和封裝材料組成，封裝材料又有環(huán)氧樹脂或者硅膠進行保護內部電路的材質。這里介紹IGBT開封方法。IGBT 模塊失效開封存在諸多困難點，主要體現在封裝材料與結構、內部元件特性及開封后檢測等方面。

材料多樣性與復雜性：

IGBT 模塊封裝材料種類繁多，常見的有環(huán)氧樹脂、硅凝膠、陶瓷及金屬等。這些材料性能各異，如環(huán)氧樹脂硬度高且具有良好的絕緣性和粘結性，硅凝膠則柔軟且具有較好的柔韌性和耐溫性，陶瓷材料具有高硬度、高絕緣和良好的熱穩(wěn)定性，金屬封裝強度高、散熱性能好。不同材料的開封方法和難度差異大，需要針對具體材料選擇合適的開封手段，增加了開封的復雜性。

多層封裝結構：

現代 IGBT 模塊為了實現更好的性能和可靠性，常采用多層封裝結構，內部可能包含芯片、鍵合線、絕緣層、散熱層等多個層次，各層之間緊密結合。開封時需要精確控制力度和方法，避免損傷內部結構和元件，尤其是在去除絕緣層等薄而脆弱的部分時，操作難度極高。

封裝緊湊性：

為了提高功率密度和性能，IGBT 模塊的封裝越來越緊湊，內部元件之間的間距很小。這使得開封過程中工具的操作空間受限，難以在不觸碰和損壞周圍元件的情況下對目標部位進行有效開封。

芯片脆弱性：

IGBT 芯片是模塊的核心元件，通常非常脆弱，對機械應力、溫度變化和化學腐蝕等極為敏感。在開封過程中，即使是微小的外力或溫度變化，都可能導致芯片產生裂紋、變形或其他損傷，影響后續(xù)的失效分析結果。

鍵合線易損壞：

IGBT 模塊中芯片與外部引腳之間通常通過鍵合線連接，這些鍵合線直徑很細，一般在幾十微米左右，材質多為鋁、銅等金屬。開封過程中稍有不慎就可能導致鍵合線脫落、斷裂或變形，破壞模塊的電氣連接，使失效原因的判斷更加困難。

靜電敏感性：

IGBT 模塊內部的半導體元件對靜電非常敏感，在開封操作過程中，由于工具與封裝材料、元件之間的摩擦等原因，容易產生靜電。靜電放電可能會瞬間損壞芯片內部的電路結構或造成潛在的性能下降，給失效分析帶來干擾。

針對上述難點，季豐電子通過大量實驗及化學試劑配方的不斷調整，已可以高質量的完成IGBT開封。

IGBT模塊開封方法：

01使用X-Ray觀察模塊內部IGBT Die結構分布及厚度，為激光減薄封裝做準備。

02激光鐳射到打線最高線弧漏出，并記錄鐳射次數以及功率。

03再次X-Ray側面觀察以及測量去除封裝的厚度，計算出鐳射出第一焊點需要的功率以及次數，然后再次進行鐳射出開封凹槽。

04根據芯片柵極（Gate）打線材料特性，配比相應的化學試劑進行化學腐蝕。

05腐蝕過程需要不斷觀察腐蝕效果，如果封裝材料是做過老化實驗或者是“紅膠“的封裝材料，再次調整配酸比例進行腐蝕以及沖洗。

06樣品封裝腐蝕干凈露出Die時，將樣品放進超聲波清洗機內進行超聲清洗。

07清洗完成樣品放在加熱爐上烘烤，然后在光學顯微鏡下觀察。

IGBT開封前的整體圖：樣品為多die封裝，需要整體開出芯片。

IGBT開封后整體圖：銅、鋁線混合打線，開封后封裝材料已完全去除，打線連接關系、Die保留完好，可直接進行電性測試和熱點分析。

季豐電子

季豐電子成立于2008年，是一家聚焦半導體領域，深耕集成電路檢測相關的軟硬件研發(fā)及技術服務的賦能型平臺科技公司。公司業(yè)務分為四大板塊，分別為基礎實驗室、軟硬件開發(fā)、測試封裝和儀器設備，可為芯片設計、晶圓制造、封裝測試、材料裝備等半導體產業(yè)鏈和新能源領域公司提供一站式的檢測分析解決方案。

季豐電子通過國家級專精特新“小巨人”、國家高新技術企業(yè)、上海市“科技小巨人”、上海市企業(yè)技術中心、研發(fā)機構、公共服務平臺等企業(yè)資質認定，通過了ISO9001、 ISO/IEC17025、CMA、CNAS、IATF16949、ISO/IEC27001、ISO14001、ISO45001、ANSI/ESD S20.20等認證。公司員工超1000人，總部位于上海，在浙江、北京、深圳、成都等地設有子公司。