功率器件及第三代半導體是當前的半導體產業技術追逐的熱點,也是國內半導體產業中最有希望能夠趕超世界先進技術的領域之一。
現在眾多國產功率半導體廠商已經在材料、設計、制造、封測等各個環節成功突圍,逐漸形成自主可控的完整產業鏈。但是在產業最上游的高端封裝設備領域,卻仍以國外企業為主導,為加速推動功率半導體高端封裝,制造設備國產化進程已經刻不容緩。
伴隨著功率半導體時代到來,Clip Bond封裝工藝在此可以說是大有作為,相對數字集成電路而言,功率半導體并不是單純追求線寬的縮小,且生命周期長,市場空間大,可應用于幾乎所有的電子制造業,包括工業控制、通信、消費電子、新能源、汽車、軌道交通、智能電網等。
我國作為全球最大的功率半導體消費國,經過多年自主研發和引進吸收外來技術,國內功率半導體領域的工藝能力不斷突破,已經在功率二極管、三極管、晶閘管、中低壓MOSFET、電源管理IC等領域具備一定競爭力。
為了提高分立器件的成品率和可靠性,分立器件封裝與測試企業正在為新產品研發更先進的封裝工藝及封裝技術。在大電流、高電壓等應用場景需求催生下,以Clip Bond為代表的新型分立器件封裝工藝迅速崛起,其具備提高電流承載能力、提升器件板級可靠性、有效降低器件熱阻、提高封裝效率等優勢,已成為國內眾多主流功率器件廠商掌握的主要封裝工藝技術,并在工業控制、新能源汽車等領域廣泛得到應用。
針對對功率半導體封裝技術提出了新的要求小型化、功能系統化、模塊化封裝以及大電流的特點我司設計生產了PDFN5*6、PDFN3333、TOLL-8*10等封Clip Bonding封裝的老化測試座或者說測試夾具SOCKET。針對需求量大、電流大、耐溫高、自動化等特點把老化測試座或者說測試夾具。該老化座采用PEI耐高溫塑膠材料注塑成型,適用于長時間高溫高濕環境下老化(htol/hast)且交期短;采用按壓式結構,適用于自動化大批量放取MOS場效應管器件,大大提高測試效率,從而提高日產能。
下面為適配芯片
封裝為PDFN-8L尺寸8*8。是升級代替TO-220/263的20%,也是替代升級SOT-23-5/6的70%。特點是超博、N溝道SGT MOS大電流功率器件。
下圖為我司設計對應的老化座/老化夾具
PDFN/TOLL大電流大功率老化座特點:
① 采用雙頭測試探針,壽命高,維修容易,PCB板可重復利用;
② 子外殼采用特殊的工程塑膠,強度高、壽命長;
③ 采用大電流進口鍍鎳金pogopin,過流能力強,接觸阻抗小、彈性好、壽命長;
④ 金層加厚,觸點加厚電鍍,接觸穩定超低接觸阻抗、抗氧化程度高;
⑤ 用于PDFN/TOLL/TO/SOT等封裝的大功率MOS場效應管器件;
大電流大功率老化座的材料特性:
①socket本體:PEI;
②探針材料:鈹銅;
③針鍍層:鎳金;
④作壓力:30.0g@pin,PIN越多壓力越大;
⑤絕緣阻抗:1,000MΩ 500VDC;
⑥接觸阻抗:<100mΩ;
⑦使用溫度:-55℃~175℃@3000小時;
⑧機械壽命:15000次;
此外我司還有包括下列產品的老化測試座
PDFN5*6封裝的n+p雙溝AP15G04DF場效應管mos管老化座。
PDFN3333封裝N通道VS3618BE場效應管MOS管老化座。
PDFN3*3封裝以PDFN5*6封裝N溝道MOS場效應管老化夾具。
TOLL-8*10封裝的東芝TK065U65Z場效應管MOS管老化座。
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此外還支持非標準封裝的IC老化測試座一件起訂服務,需求量龐大的情況下可采用開模具注塑的形式降低生產成本的同時縮短生產周期。
知識補充:Clip bond 封裝介紹
Cu Clip即銅條帶,銅片。
Clip Bond即條帶鍵合,是采用一個焊接到焊料的固體銅橋實現芯片和引腳連接的封裝工藝。
鍵合方式:
1、全銅片鍵合方式
Gate pad 和 Source pad均是Clip方式,此鍵合方法成本較高,工藝較復雜,能獲得更好的Rdson以及更好的熱效應。
2、銅片加線鍵合方式
Source pad為Clip 方式, Gate為Wire方式,此鍵合方式較全銅片的稍便宜,節省晶圓面積(適用于Gate極小面積),工藝較全銅片簡單一些,能獲得更好的Rdson以及更好的熱效應。
與傳統的鍵合封裝方式相比,Cu Clip技術優點:①芯片與管腳的連接采用銅片,一定程度上取代芯片和引腳間的標準引線鍵合方式,因而可以獲得獨特的封裝電阻值、更高的電流量、更好的導熱性能。②引線腳焊接處無需鍍銀,可以充分節省鍍銀及鍍銀不良產生的成本費用。
③產品外形與正常產品完全保持一致