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车规级功率器件封装技术详解及 车规级功率器件清洗剂介绍

车规级功率器件封装是一项极其复杂的工程技术,它直接决定了电动汽车的功率转换效率、可靠性及使用寿命。下面,我为你系统梳理其全流程,并深入解析背后的核心技术与行业发展趋势。

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封装全流程详解

车规级功率器件的封装流程严谨而复杂,其核心目标是在严苛的汽车环境下确保器件长期稳定工作。整套流程环环相扣,任何环节的疏忽都可能导致最终产品的失效。

主要环节核心目标与挑战车规级特殊要求
划片将晶圆分割成独立的芯片。需减少芯片边缘裂纹和崩边,以防埋下可靠性隐患。对芯片机械强度的要求更高,以确保在振动环境下无潜在损伤。
装片将芯片固定到基板或引线框架上。界面空洞率和连接强度是关键。必须采用高可靠性连接工艺(如银烧结),以耐受极端的热循环。
内互联键合连接芯片电极与外部引脚。传统键合线存在寄生参数大、热机械可靠性差的问题。倾向于使用粗铝线/铜线,或采用无键合线的先进互连技术,以应对大电流和热疲劳。
塑封用环氧树脂塑封料保护内部结构。需抵抗湿热、化学腐蚀等环境应力。使用高导热、低应力、抗水解的专用车规级塑封料。
测试与可靠性验证筛选缺陷产品并模拟加速寿命老化。包括电特性测试、失效分析和可靠性测试。执行远超消费电子标准的严苛可靠性测试(如功率循环、高温反偏等),并需满足IATF 16949质量体系要求。

四大关键技术突破点

为满足电动汽车对高功率密度、高效率和高可靠性的追求,以下封装技术正成为发展和突破的重点:

  • 双面散热与无绑定线技术是提升性能的关键:通过消除传统键合线,可以显著降低寄生电感和电阻,从而降低开关损耗。代表性的CIPB(芯片嵌入式封装) 技术将芯片嵌入PCB,利用微孔和沉铜实现电气连接,使开关损耗降低约三分之二。而双面散热(DSC) 封装则让热量从芯片上下两侧同时散出,能大幅降低模块的热阻,提升功率循环寿命

  • 银烧结与瞬态液相扩散焊是应对高温挑战的连接工艺:在装片环节,银烧结和瞬态液相扩散焊是两种关键的高可靠性连接技术。银烧结技术在低于芯片耐受温度下,通过纳米银膏的固相烧结实现连接,其导热、导电性优异,结合强度高。瞬态液相扩散焊则通过形成低温共晶层并在高温下扩散转变为高温相,实现高熔点的连接,同样具有优良的热稳定性和可靠性

  • 针对宽禁带半导体的专用封装设计:碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等第三代半导体材料允许器件在更高温度、频率和电压下工作。因此,其封装需要更低的寄生参数、更强的散热能力和更高的绝缘耐压。例如,TOLL等新型封装形式因其低电感、薄型化和出色的散热特性,特别适合SiC二极管和高频应用

  • 面板级封装是实现高集成与降本的新路径:不同于传统的基于单个晶圆的圆片级封装,面板级封装在一块更大的矩形面板上同时制造多个器件,能够大幅提高生产效率和封装集成度,尤其适合包含多个芯片和被动元件的复杂功率模块

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车规级可靠性:从设计到认证

汽车电子必须遵循"零缺陷"理念,其可靠性是通过从设计到制造的全套体系来保障的。

  • 贯穿始终的可靠性设计:在封装设计阶段,就需要通过热仿真、应力仿真和电仿真等手段,预先评估和优化封装的散热路径、机械应力分布和信号完整性,从源头上提升可靠性

  • 严苛的可靠性测试与认证体系:车规级功率器件必须通过一系列严苛的测试,其中功率循环测试是考核其寿命的最关键试验。此外,企业需建立IATF 16949质量管理体系,产品需通过AEC-Q101等认证标准,对于涉及功能安全的部件,还需遵循ISO 26262功能安全标准

 技术发展与未来趋势

车规级功率器件封装正朝着高功率密度、高工作效率、低热阻、低寄生参数、高绝缘能力和高集成度的方向发展。未来的创新将集中在新材料应用(如高性能导热界面材料)、更高集成度(如将驱动、控制和保护电路与功率芯片集成)以及针对特定应用场景的定制化封装结构优化上。

希望这份详细的解读能帮助你深入理解车规级功率器件封装的技术全貌。

车规级功率器件清洗- 锡膏助焊剂清洗剂介绍:

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。

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。

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 水基清洗剂产品。

致力于为SMT电子表面贴装清洗、功率电子器件清洗及先进封装清洗提供高品质、高技术、高价值的产品和服务。 (13691709838)Unibright 是一家集研发、生产、销售为一体的国家高新技术、专精特新企业,具有二十多年的水基清洗工艺解决方案服务经验,掌握电子制程环保水基清洗核心技术。水基技术产品覆盖从半导体芯片封测到 PCBA 组件终端的清洗应用。是IPC-CH-65B CN《清洗指导》标准的单位。 全系列产品均为自主研发,具有深厚的技术开发能力,拥有五十多项知识产权、专利,是国内为数不多拥有完整的电子制程清洗产品链的公司。 致力成为芯片、电子精密清洗剂的领先者。以国内自有品牌,以完善的服务体系,高效的经营管理机制、雄厚的技术研发实力和产品价格优势,为国内企业、机构提供更好的技术服务和更优质的产品。 的定位不仅是精湛技术产品的提供商,另外更具价值的是能为客户提供可行的材料、工艺、设备综合解决方案,为客户解决各类高端精密电子、芯片封装制程清洗中的难题,理顺工艺,提高良率,成为客户可靠的帮手。

凭借精湛的产品技术水平受邀成为国际电子工业连接协会技术组主席单位,编写全球首部中文版《清洗指导》IPC标准(标准编号:IPC-CH-65B CN)(“Guidelines for Cleaning of Printed Boards and Assemblies”),IPC标准是全球电子行业优先选用标准,是集成电路材料产业技术创新联盟会员成员。

主营产品包括:集成电路与先进封装清洗材料、电子焊接助焊剂、电子环保清洗设备、电子辅料等。

半导体技术应用节点:FlipChip ;2D/2.5D/3D堆叠集成;COB绑定前清洗;晶圆级封装;高密度SIP焊后清洗;功率电子清洗。

 

 


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