英飛凌參觀記：EV功率模塊是如何制造出來的？

英飛凌科技公司在沃爾施的沃斯坦有一個后處理基地，沃斯勒啤酒就是在這里生產的。該公司在舉行高輸出功率模塊新產品發布會時受邀參觀了該基地。英飛凌介紹，沃爾施-泰恩基地主要生產可靠性要求高的產品，包括用于工業設備、鐵路和可再生能源領域的高輸出功率模塊，以及混合動力汽車和純電動汽車等電動汽車的功率模塊封裝。這些是配備IGBT的IGBT模塊。英飛凌沃爾施-泰恩基地約有1500名員工。

沃爾斯坦還生產雙極元件，即預處理。前一個過程由Infineon Technologies Bipolar（而非Infineon）處理。該公司是英飛凌和西門子于2007年成立的合資企業。目前約有350名員工。

沃爾施泰恩基地的歷史

英飛凌向媒體展示了寶馬“i3”和“i8”使用的電動汽車“HybridPack”系列動力模塊的生產基地。這是一座名為38號樓的建筑，也是一座2014年秋季左右剛剛投產的新工廠。

后期處理大致分為兩個步驟。

電源模塊的后處理大致分為兩個步驟。一種是將IGBT芯片和二極管芯片封裝在一種稱為DCB襯底的絕緣襯底上的“襯底工藝”。另一種是“外殼工藝”，將封裝的DCB基板放入模塊中。這兩個過程在不同的樓層進行，它們都必須經過幾個小過程才能完成。

襯底工藝首先將芯片的后端焊接到襯底上。晶片在之前的工藝中被切割，IGBT和二極管都變成了芯片。機械臂一個接一個地拾取這些芯片，并在焊接前將它們排列在基板上。英飛凌表示，為了確保可追溯性，帶有ID的小型芯片將提前包裝在DCB基板的角落。

芯片焊接完成后，有必要檢查其是否合格。如果沒有問題，將進行導線接合。芯片的上表面與DCB基板之間或芯片的上表面相之間的接合是用引線進行的。粘接后，檢查是否存在連接不良等問題。這些都屬于襯底工藝。如果引線接合沒有問題，它將轉向外殼工藝。

這次參觀了部分襯底工藝。

用手做

套殼工藝是首先在DCB基板上添加一塊稱為底板的金屬板。由于芯片封裝在DCB基板的表面，因此背板應安裝在DCB的背面。雖然之前的流程除了搬運外基本都是自動化的，但粘合底板的過程在一定程度上需要人工完成。具體地，底板和DCB基板由工人堆疊并存儲在殼體中。將底板和DCB基板放入外殼中，并將它們與外殼一起放入設備中。在該裝置中，底板將被結合到DCB基板的背面。然后，使用三維X射線設備檢查其是否合格。如果沒有問題，它將轉到下一個過程。

粘合底板后，有必要安裝模塊的外包裝——“外殼”。在底板的頂部、底部、左側和右側涂上粘合劑，安裝外殼并用螺釘固定。一系列過程是在一個具有類似于帶式輸送機的處理功能的大型設備中進行的。在安裝了帶有底板和外殼的DCB基板后，布置在裝置中的機械臂拾取并攜帶模塊。此外，該機械臂是日本發那科公司的產品。

添加外殼后，需要將外殼的金屬端子與模塊內部的絕緣基板電連接。金屬端子用于向模塊輸入功率或從模塊輸出功率。通過將端子連接到DCB基板，可以與DCB基板上的功率半導體芯片交換功率。

如果是具有高輸出功率的產品，則由于大電流，應使用銅帶（Cu）連接DCB基板和外殼端子。并且銅帶是通過超聲波接合的。如果它是一個輸出功率較低的電源模塊，它將通過鋁線（而不是銅帶）引線接合進行連接。

添加一個……

各種測試的保護套。

外殼安裝后，當外殼端子和DCB電連接時，模塊仍處于未添加“保護罩”的狀態，可以看到內部的DCB基板和基板上的芯片。最后，有必要將模塊的上端密封在清潔度更高的隔離區中，這樣模塊才能完成。

在對制造的模塊進行溫度測試和絕緣測試等各種測試后，如果沒有問題，可以發貨。測試過程應該在對人來說非常危險的環境中進行，因此它是完全自動化的，并且測試過程車間用金屬網隔離，以防止工人意外闖入。模塊由機械臂攜帶。用于溫度測試區域的機械臂是瑞士斯陶布力公司的“TX60”產品。

在這次參觀的38號樓中，筆者看到一些地方留下了大面積的空間。問評論員，答案是英飛凌預計車載電源模塊的訂單會隨著電動汽車的增加而增加，這些地方是為擴張而保留的。例如，計劃在2016年初增加另一條生產線，在DCB基板上封裝IGBT芯片和二極管芯片。

重視日本市場

英飛凌是功率半導體行業最大的制造商。該公司特別擅長用于工業設備、鐵路、可再生能源、汽車等領域的高輸出IGBT模塊。在全球范圍內，該公司的功率半導體產品在各個層面基本上都名列前茅。日本是英飛凌非常重要的市場。這是因為日本有一些領先的汽車制造商和工業設備制造商。

從日本市場來看，盡管英飛凌的份額比以前增長迅速，但與全球市場相比，其在IGBT業務中的份額并不高。

原因是日本有許多公司專門從事功率半導體業務，包括富士電氣、日立、三菱電氣和東芝。為了打破這種局面，英飛凌開始開發高性能的新產品，并在日本大力推廣。這一次，該公司邀請了包括作者在內的日本作家參觀工廠。據估計，這也是為了通過日本媒體宣傳日本大型汽車制造商和工業設備制造商。英飛凌科技公司在沃爾施的沃斯坦有一個后處理基地，沃斯勒啤酒就是在這里生產的。該公司在舉行高輸出功率模塊新產品發布會時受邀參觀了該基地。英飛凌介紹，沃爾施-泰恩基地主要生產可靠性要求高的產品，包括用于工業設備、鐵路和可再生能源領域的高輸出功率模塊，以及混合動力汽車和純電動汽車等電動汽車的功率模塊封裝。這些是配備IGBT的IGBT模塊。英飛凌沃爾施-泰恩基地約有1500名員工。

沃爾斯坦還生產雙極元件，即預處理。前一個過程由Infineon Technologies Bipolar（而非Infineon）處理。該公司是英飛凌和西門子于2007年成立的合資企業。目前約有350名員工。

沃爾施泰恩基地的歷史

英飛凌向媒體展示了寶馬“i3”和“i8”使用的電動汽車“HybridPack”系列動力模塊的生產基地。這是一座名為38號樓的建筑，也是一座2014年秋季左右剛剛投產的新工廠。

后期處理大致分為兩個步驟。

電源模塊的后處理大致分為兩個步驟。一種是將IGBT芯片和二極管芯片封裝在一種稱為DCB襯底的絕緣襯底上的“襯底工藝”。另一種是“外殼工藝”，將封裝的DCB基板放入模塊中。這兩個過程在不同的樓層進行，它們都必須經過幾個小過程才能完成。

襯底工藝首先將芯片的后端焊接到襯底上。晶片在之前的工藝中被切割，IGBT和二極管都變成了芯片。機械臂一個接一個地拾取這些芯片，并在焊接前將它們排列在基板上。根據英飛凌的說法，為了確保可追溯性，帶有ID的小型芯片將被包裝在adva中DCB基板的角落……

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芯片焊接完成后，有必要檢查其是否合格。如果沒有問題，將進行導線接合。芯片的上表面與DCB基板之間或芯片的上表面相之間的接合是用引線進行的。粘接后，檢查是否存在連接不良等問題。這些都屬于襯底工藝。如果引線接合沒有問題，它將轉向外殼工藝。

這次參觀了部分襯底工藝。

用手做

套殼工藝是首先在DCB基板上添加一塊稱為底板的金屬板。由于芯片封裝在DCB基板的表面，因此背板應安裝在DCB的背面。雖然之前的流程除了搬運外基本都是自動化的，但粘合底板的過程在一定程度上需要人工完成。具體地，底板和DCB基板由工人堆疊并存儲在殼體中。將底板和DCB基板放入外殼中，并將它們與外殼一起放入設備中。在該裝置中，底板將被結合到DCB基板的背面。然后，使用三維X射線設備檢查其是否合格。如果沒有問題，它將轉到下一個過程。

粘合底板后，有必要安裝模塊的外包裝——“外殼”。在底板的頂部、底部、左側和右側涂上粘合劑，安裝外殼并用螺釘固定。一系列過程是在一個具有類似于帶式輸送機的處理功能的大型設備中進行的。在安裝了帶有底板和外殼的DCB基板后，布置在裝置中的機械臂拾取并攜帶模塊。此外，該機械臂是日本發那科公司的產品。

添加外殼后，需要將外殼的金屬端子與模塊內部的絕緣基板電連接。金屬端子用于向模塊輸入功率或從模塊輸出功率。通過將端子連接到DCB基板，可以與DCB基板上的功率半導體芯片交換功率。

如果是具有高輸出功率的產品，則由于大電流，應使用銅帶（Cu）連接DCB基板和外殼端子。并且銅帶是通過超聲波接合的。如果它是一個輸出功率較低的電源模塊，它將通過鋁線（而不是銅帶）引線接合進行連接。

為各種測試添加保護罩。

外殼安裝后，當外殼端子和DCB電連接時，模塊仍處于未添加“保護罩”的狀態，可以看到內部的DCB基板和基板上的芯片。最后，有必要將模塊的上端密封在清潔度更高的隔離區中，這樣模塊才能完成。

在對制造的模塊進行溫度測試和絕緣測試等各種測試后，如果沒有問題，可以發貨。測試過程應該在對人來說非常危險的環境中進行，因此它是完全自動化的，并且測試過程車間用金屬網隔離，以防止工人意外闖入。模塊由機械臂攜帶。用于溫度測試區域的機械臂是瑞士斯陶布力公司的“TX60”產品。

在這次參觀的38號樓中，筆者看到一些地方留下了大面積的空間。問評論員，答案是英飛凌預計車載電源模塊的訂單會隨著電動汽車的增加而增加，這些地方是為擴張而保留的。例如，計劃在2016年初增加另一條生產線，在DCB基板上封裝IGBT芯片和二極管芯片。

重視日本市場

英飛凌是功率半導體行業最大的制造商。該公司特別擅長用于工業設備、鐵路、可再生能源、汽車等領域的高輸出IGBT模塊。在全球范圍內，該公司的功率半導體產品在各個層面基本上都名列前茅。日本是英飛凌非常重要的市場。這是因為日本有一些領先的汽車制造商和工業設備制造商。

從日本市場來看，盡管英飛凌的份額比以前增長迅速，但與全球市場相比，其在IGBT業務中的份額并不高。

原因是日本有很多公司專門從事功率半導體業務，包括富士電氣、日立、三菱電氣……

以及東芝。為了打破這種局面，英飛凌開始開發高性能的新產品，并在日本大力推廣。這一次，該公司邀請了包括作者在內的日本作家參觀工廠。據估計，這也是為了通過日本媒體宣傳日本大型汽車制造商和工業設備制造商。

標簽：寶馬三菱

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