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芯片封装之浅谈Cu Clip 技术几点优势与两种键合方式

合明科技 👁 2900 Tags:CuClip技术芯片封装清洗功率器件封装

Cu Clip 即铜条带,铜片。Clip Bond 即条带键合,是采用一个焊接到焊料的固体铜桥实现芯片和引脚连接的封装工艺。与传统的键合封装方式相比,Cu Clip 技术有以下几点优势:

1、芯片与管脚的连接采用铜片,一定程度上取代芯片和引脚间的标准引线键合方式,因而可以获得独特的封装电阻值、更高的电流量、更好的导热性能。
2、引线脚焊接处无需镀银,可以充分节省镀银及镀银不良产生的成本费用。
3、产品外形与正常产品完全保持一致,主要应用在服务器、便携式电脑、电池/驱动器、显卡、马达、电源供应等领域。
目前 Cu Clip 有两种键合方式:

1、全铜片键合方式

●  Gate pad 和 Source pad均是Clip方式,此键合方法成本较高,工艺较复杂,能获得更好的Rdson以及更好的热效应。

2、铜片加线键合方式

●  Source pad为Clip 方式, Gate为Wire方式,此键合方式较全铜片的稍便宜,节省晶圆面积(适用于Gate极小面积),工艺较全铜片简单一些,能获得更好的Rdson以及更好的热效应。

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功率芯片通过封装实现与外部电路的连接,其性能的发挥则依赖着封装的支持,在大功率场合下通常功率芯片会被封装为功率模块进行使用。芯片互连(interconnection)指芯片上表面的电气连接,在传统模块中一般为铝键合线。

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图 传统功率模块封装截面

目前商用碳化硅功率模块仍然多沿用这种引线键合的传统硅 IGBT 模块的封装技术,面临着高频寄生参数大、散热能力不足、耐温低、绝缘强度不足等问题,限制了碳化硅半导体优良性能的发挥。为了解决这些问题,充分发挥碳化硅芯片潜在的巨大优势,近年来出现了许多针对碳化硅功率模块的新型封装技术和方案。

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图 碳化硅功率模块键合方式

键合材料从2001年的金线键合,发展为2006年的铝线(带)键合,2011年铜线键合,2016年 Cu Clip 键合。小功率的器件由金线发展为铜线,驱动力是成本降低;大功率器件由铝线(带)发展为 Cu Clip,驱动力是产品性能提升,功率越大要求越高。

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图 (a) 引线键合和 (b) Cu Clip功率模块结构图

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图 (左)铜线及(右)铜带连接工艺


相关产品展示

 Copper Clip工艺功率封装

  ●安盛copper clip工艺封装,应用于功率器件封装

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 ●应用铜块连接MOS FET的Source与框架(leadframe)以获得更好的Rdson以及更好的热效应。

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Copper Clip 优势

  ●电性能

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热性能

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Clip Bond Application 应用领域image.png


在功率电子领域,使用引线键合的载流能力总有一天会达到极限,条带键合则成为引线键合与载带自动键合(TAB)的替代方案,并且许多传统的超声波楔形引线键合机可以轻松适应键合带的处理,因而使条带键合颇具吸引力。

激光条带键合是电子行业,特别是功率电子领域中激光微焊接的新应用。它特别适合用于将键合线接到电池端子上,以及连接到功率电子模块的直接覆铜(DCB)基板和铜端子上。通过适用激光键合,可以完成针对更大电流的条带键合应用。

芯片封装清洗:

合明科技研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要,一旦选定,就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种,可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气,通电后发生电化学迁移,形成树枝状结构体,造成低电阻通路,破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层,在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物,还有粒状污染物,例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等,这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物,到底哪些才是最备受关注的呢?助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中,它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分,焊后必然存在热改性生成物,这些物质在所有污染物中的占据主导,从产品失效情况来而言,焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素,离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降,松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大,严重者导致开路失效,因此焊后必须进行严格的清洗,才能保障电路板的质量。

合明科技运用自身原创的产品技术,满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求,打破国外厂商在行业中的垄断地位,为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

推荐使用合明科技水基清洗剂产品。

 




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