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漢高接著技術

漢高接著技術

功率半導體裝置的高溫晶粒黏著劑

本案例研究探討了導電晶粒黏著劑,這些材料以卓越的導熱性和低電阻提高了功率半導體的效能,同時滿足了嚴格的汽車產業標準。
這是電源裝置電路板的影像。

應用目標

  • 客戶正在設計單晶粒 QFN 封裝,該封裝採用更符合成本效益和可靠性的銅 (Cu) 導線架。選擇裸銅導線架是因為它與塑封材料之間的黏著力極佳,而且與傳統的 PPF 和鍍銀 (Ag) 銅導線架相比成本更低。 
  • 客戶還指定使用銅導線而非金 (Au) 導線進行打線接合互連,以進一步降低成本。 
  • 由於功率半導體裝置將用於工業應用,因此必須具備卓越的可靠性、電氣性能 (RDSon) 和熱性能 (W/m-K)。升高的操作溫度會顯著影響晶粒性能。在此例中,晶粒可能會經歷高達 150°C 的溫度。

效能規格

  • 晶粒黏著材料的熱性能對於實現採用銅導線架和銅導線的封裝的預期性能至關重要。它與晶粒直接接觸,提供了最直接的熱散逸路徑。 
  • 晶粒與封裝之間升高的抗性將產生大量熱能,進而降低裝置的能源效率。晶粒黏著層是電阻 (RDS(on)) 的關鍵影響因素,因此需要能夠降低抗性並提高能源效率的材料。 
  • 該材料應在高溫 (200°C - 250°C) 下具有高模數,以確保打線接合時不會發生焊墊不沾 (NSOP) 失效。 
  • 除了銅導線架外,更希望該晶粒黏著劑能與其他導線架表面處理以及背面金屬化或非金屬化晶粒相容,以便可以將該材料整合到不同的封裝設計中。

漢高解決方案

  • 漢高開發出了用於功率半導體封裝所需的高散熱、低電阻和高可靠性的晶粒黏著劑化學平台。 
  • 本案例中使用的材料,LOCTITE Ablestik ABP 6395T,是基於新平台開發的。其獨特的環氧樹脂化學成分和鍍銀負載方法提供了: 

- 優異的導熱性 (在不燒結的情況下可達 30 W/m-K)。 

- 低應力。 

- 低電阻,以實現良好的 RDS(on)。 

  • 該材料符合針對不同導線架和晶粒表面處理組合的最嚴苛的可靠性標準。在大多數晶粒/導線架組合下,該材料可滿足晶粒尺寸高達 3.0 mm x 3.0 mm 的汽車等級 0 和 MSL 1 可靠性要求。競爭材料也能達到 MSL 1,但其導熱性只能達到 25 W/m-K。 
  • 使用 LOCTITE Ablestik ABP 6395T,此客戶繼續其新功率 QFN 設計,成功將每部裝置的成本降低了約 2%。 
  • LOCTITE Ablestik 6395T 也具備永續性,並符合嚴格的安全標準。該材料是無鹵素且符合 RoHS 標準的,並且在第三方測試中未檢測到有害物質

關鍵成果

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