IGBT（绝缘栅双极型晶体管）作为核心功率半导体器件，在工业变频器、太阳能逆变器、电动汽车、智能电网等领域发挥着关键作用。这些应用场景要求IGBT在高电压、大电流以及复杂的温度和湿度环境下稳定工作，对IGBT的封装质量和可靠性提出了很高要求。IGBT塑封通过将芯片封装在塑料外壳中，提供机械保护、电气绝缘和散热功能。而无氧烘箱在这一过程中，通过提供低氧或无氧环境，对塑封后的IGBT进行烘烤处理，有效去除水分和挥发性物质，完成封装材料的后固化，从而提升IGBT的性能和可靠性，确保其在恶劣条件下稳定运行。

一、IGBT塑封的应用范围
1、工业领域：在工业自动化、电机驱动、工业制造等方面，IGBT被广泛应用于变频器、直流调速器等设备中，实现对电机速度和转矩的精确控制，提高生产效率和能源利用率。例如，在工厂的生产线中，IGBT驱动的电机能够实现高效、稳定的运行，降低能耗和维护成本。
2、4C领域：在通信、计算机、消费电子、汽车电子等4C领域，IGBT的应用也十分普遍。如在智能手机的充电器、电脑的电源适配器以及汽车电子设备中，IGBT能够提供高效的电源转换和稳定的电力供应。
3、新能源领域：在新能源汽车的电机控制器、车载充电机以及充电桩中，IGBT发挥着核心作用，确保电动汽车的高效运行和快速充电。在风力发电、光伏发电等可再生能源发电系统中，IGBT用于逆变器，将可再生能源产生的电能转换为符合电网要求的交流电，实现清洁能源的有效利用。
4、航空航天与国防军工领域：在航空航天和国防军工等高端领域，IGBT也有所应用。例如，在飞机的电力系统、卫星的电源管理系统以及军事装备的电子设备中，IGBT能够满足高可靠性、高功率密度的要求，保障设备的正常运行。

二、IGBT塑封在无氧烘箱中的作用
1、去除水分和挥发性物质：在塑封过程中，封装材料中不可避免地会残留一定量的水分和其他挥发性物质。这些物质若不及时去除，在后续使用过程中可能会因温度变化等因素而释放出来，对IGBT的性能和可靠性产生负面影响。无氧烘箱通过提供一个干燥的环境，使这些物质在高温下挥发，从而有效避免了在器件内部形成潜在的故障源。
2、后固化处理：无氧烘箱对塑封后的IGBT进行后固化处理，使封装材料在高温下进一步固化，增强其机械强度和稳定性。这一过程有助于提高IGBT在实际工作环境中的抗振、抗冲击能力，延长其使用寿命。
3、提高可靠性：在氮气环境下将温度升至125℃并保温，能有效降低器件封装内部吸附的水汽含量，同时剔除早期失效品，对减少后期使用过程中不良品的产生具有重要意义。通过这一处理，IGBT在面对各种恶劣工作条件时能保持更稳定的性能，降低因环境因素导致的故障风险。

三、IGBT塑封的烘烤工艺
1、预热阶段：在进行烘烤之前，对烘烤设备进行预热是必不可少的步骤。预热的目的是确保烘烤过程中温度的稳定性和均匀性，避免因设备温度不均而对IGBT造成不均匀的热影响。预热时间根据设备的具体性能和要求而定，通常需要持续一段时间，使烘箱内部温度达到一个相对稳定的状态。
2、升温阶段：将无氧烘箱的温度从室温缓慢升至设定温度，升温速率需要严格控制在一定范围内。过快的升温速率可能导致IGBT内部产生热应力，从而对芯片造成损害。合理的升温速率是确保烘烤工艺成功的关键之一。在升温过程中，应密切监测温度变化，确保其按照预定速率平稳上升。
3、保温阶段：当温度达到设定值后，通常在100℃至150℃之间，需要保持该温度一段时间。保温时间的长短取决于多种因素，如芯片的类型、封装材料的特性以及具体的工艺要求等。在保温过程中，封装材料中的水分和挥发性物质会充分挥发，同时进行后固化反应，使封装达到理想的物理和化学状态。精确控制保温时间和温度对于实现良好的烘烤效果至关重要。
4、冷却阶段：烘烤完成后，IGBT需要在烘箱内自然冷却至室温。这一过程同样需要谨慎操作，避免因冷却速率过快而产生热应力。自然冷却可以使IGBT内部结构均匀地适应温度变化，确保其性能的稳定性。在冷却过程中，应保持烘箱的密封性，防止外界环境因素对IGBT造成污染或影响。

四、IGBT塑封无氧烘箱的注意事项
1、环境湿度控制：烘烤环境的湿度对工艺效果有着显著影响。过高的环境湿度可能导致水分重新进入封装材料，抵消烘烤过程中的除湿效果。在进行IGBT塑封烘烤时，应选择相对干燥的环境，并尽可能采取措施控制环境湿度在较低水平，以确保烘烤效果的稳定性和可靠性。
2、温度精准控制：温度是影响烘烤工艺成功与否的核心参数。过高温度可能使封装材料分解或芯片受损，而过低温度则无法达到预期的除湿和固化效果。采用高精度的温度控制系统，确保烘烤过程中温度的准确性和稳定性。定期对温度传感器进行校准和维护，以避免因传感器误差导致的温度控制失误。
3、烘烤时间合理确定：烘烤时间的确定需要综合考虑烘烤温度、芯片特性以及封装材料等因素。不同条件下，所需的烘烤时间会有所差异。过长的烘烤时间不仅会增加生产成本，还可能对IGBT的性能产生不利影响；而过短的烘烤时间则无法充分去除水分和完成固化反应。应通过实验和经验积累，为每种特定的IGBT产品确定最佳的烘烤时间，以实现高效、优质的生产。

无氧烘箱在IGBT塑封过程中发挥着重要的作用。通过提供低氧或无氧环境，能有效去除封装材料中的水分和挥发性物质，并完成后固化处理，从而显著提升IGBT的性能和可靠性。这一工艺对于确保IGBT在高电压、大电流及复杂环境下稳定运行，是IGBT制造过程中不可或缺的一环。