이 사례 연구에서는 탁월한 열 전도율과 낮은 전력 저항성으로 전력 반도체 성능을 강화하는 동시에 엄격한 자동차 산업 기준을 충족하는 전도성 다이 접착 페이스트 재료에 대해 살펴봅니다.
- 고객은 좀 더 비용 효율적이고 안정적인 구리(Cu) 리드프레임을 사용하여 단일 다이 QFN 패키지를 설계하고 있었습니다. 노출된 구리 리드프레임이 선정된 이유는 금형 화합물 소재에 접착력이 뛰어나고 기존의 PPF 및 은(Ag) 코팅 구리 리드프레임보다 비용이 저렴했기 때문입니다.
- 고객은 또한 비용을 더 절감할 수 있도록 와이어본딩 상호 연결을 위해 금(Au) 대신 구리 와이어를 지정했습니다.
- 전력 반도체 소자가 산업 적용 분야에서 사용될 것이므로, 탁월한 안정성, 전기(RDSon) 및 열(W/m-K) 성능이 필수적입니다. 높은 작동 온도는 다이 성능에 큰 영향을 미칩니다. 이 경우, 다이는 최대 150°C까지 올라갈 수 있습니다.
- 다이 접착 재료의 열 성능은 구리 리드프레임과 구리 와이어를 사용한 패키지에 대해 목표한 성능을 구현하는 데 있어 매우 중요합니다. 이는 다이와 직접 접촉하고, 방열을 위한 최적의 경로를 제공합니다.
- 다이와 패키지 사이의 저항이 높아지면 상당한 열이 발생하게 되며, 이는 기기의 에너지 효율성을 감소시킵니다. 다이 접착 층은 전기 저항, RDS(on)에 중요한 영향을 미치기 때문에, 저항을 낮추고 에너지 효율을 높이는 재료가 필요합니다.
- 패드 비접착(NSOP) 불량 없이 와이어본딩이 가능하려면 재료는 고온(200°C~250°C)에서 높은 탄성률을 갖춰야 합니다.
- 구리 리드프레임 외에도, 다이 접착 페이스트는 기타 리드프레임 마감 및 금속 처리 또는 비금속 처리된 다이와의 호환성이 요구되며, 이를 통해 해당 재료가 다양한 패키지 설계에 통합될 수 있어야 합니다.
- 헨켈은 전력 반도체 패키지에 필요한 높은 열 성능, 낮은 전기 저항성, 높은 안정성을 위해 다이 접착 페이스트 화학 기술 플랫폼을 개발했습니다.
- 이 사례에서 사용된 재료는 LOCTITE Ablestik ABP 6395T로, 새로운 플랫폼에서 제조되었습니다. 제품 고유의 에폭시 화학 작용과 은 배합 방식은 다음과 같은 특성이 있습니다.
- 탁월한 열 전도율(신터링 없이 30 W/m-K).
- 낮은 응력.
- 우수한 RDS(on)에 대한 낮은 전기 저항성.
- 이 재료는 다양한 리드프레임과 다이 마감 조합에 대해 가장 엄격한 안정성 기준을 충족합니다. 다이 크기가 최대 3.0 mm x 3.0 mm인 대부분의 다이/리드프레임 조합을 통해 자동차 등급 0(Grade 0) 및 MSL 1 안정성을 달성할 수 있습니다. 경쟁사의 재료는 MSL 1을 달성했지만 열 전도율은 25 W/m-K 밖에 제공하지 못했습니다.
- 이 고객은 LOCTITE Ablestik ABP 6395T를 사용하여 새로운 전력 QFN 설계를 추진했고, 기기당 약 2% 비용을 절감했습니다.
- LOCTITE Ablestik ABP 6395T는 또한 지속 가능한 제품으로, 엄격한 안전 기준을 준수합니다. 이 재료는 할로겐이 포함되어 있지 않고 RoHS를 준수하며, 제3자 테스트에서 유해 물질이 검출되지 않았습니다.
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고객의 요구 사항을 자세히 파악하기 위해 당사의 전문가들이 함께합니다.
헨켈의 지원 센터와 전문가는 고객이 비즈니스 요구 사항에 맞는 솔루션을 찾을 수 있도록 지원할 준비가 되어 있습니다.