Dentro de la gama más amplia de materiales de unión de matriz a envase de Chalco, Henan Chalco suministra alambre de unión de aluminio pesado/aleación de aluminio, cinta de unión de aluminio, alambre grueso de cobre y cinta de unión de cobre para interconexiones de alta corriente en la parte superior en IGBT, MOSFET de potencia, dispositivos de alimentación SiC y módulos de potencia.
La compatibilidad de productos puede comenzar desde tu especificación actual de cable/cinta de unión o desde los requisitos de un nuevo proyecto, proporcionando datos técnicos y muestras de ingeniería según la fase del proyecto.
Al Wire Pesado |Cinta Al| Alambre de CU Pesado |Cu Ribbon
Interconexiones de enlace superior en el empaquetado de semiconductores de potencia
En dispositivos de potencia como IGBTs, MOSFETs de potencia y dispositivos SiC, el electrodo de potencia en la parte superior del chip debe estar conectado eléctricamente a áreas conductoras del sustrato, electrodos de encapsulado o terminales de módulo. El alambre de unión pesado y la cinta de unión forman esta interconexión superior mediante unión en cuña y transportan corriente dentro del dispositivo de potencia.
Dado de poder
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Metalización superior / electrodo de potencia
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Alambre de unión grueso / cinta de unión
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Metalización del sustrato / Electrodo / terminal de módulo
En los paquetes de alimentación discretos, un cable o cinta de unión pesada puede conectar el chip a estructuras de encapsulamiento conductores. En módulos de potencia multi-chip, se pueden formar múltiples interconexiones internas entre los chips, áreas conductoras del sustrato y terminales de módulos según la disposición del módulo. El esquema de conexión, el número de interconexiones y la sección transversal del conductor dependen de la estructura real del dispositivo y del diseño del módulo.
Las interconexiones de cable pesado y cinta en la parte superior de semiconductores de potencia son distintas de otras arquitecturas de interconexión de empaquetado de CI. Dependiendo del diseño del encapsulado, las estructuras de empaquetado de CI y avanzadas también pueden usar unión de alambre fino o interconexiones de pilar de cobre en lugar de las rutas de unión en cuña de alambre grueso/cinta que se discuten en esta página.
Alambre y cinta de unión pesada para dispositivos de alimentación
Para la unión de alambre grueso y cuña de cinta, Henan Chalco ofrece dos vías principales de materiales, aluminio y cobre, tanto en forma de alambre de unión redondo como de cinta rectangular. Se confirman materiales específicos, dimensiones y especificaciones de suministro según los requisitos del producto y las condiciones del proyecto.
Alambre grueso de unión de aluminio y aleaciones de aluminio Para unión de cuña de alambre grueso a base de aluminio. El sistema de materiales, el diámetro del cable, las propiedades mecánicas y la especificación de suministro pueden verificarse en función de los requisitos actuales del cable o del encapsulado.
Cinta de unión de aluminio Cinta rectangular de unión a base de aluminio. Se pueden confirmar el ancho de la cinta, grosor, formato de carrete y requisitos de unión relacionados para el proyecto.
Alambre grueso de cobre para unión Para la unión de cuña de alambre grueso a base de cobre. El material de cobre, el diámetro del alambre, las propiedades mecánicas y la especificación del suministro pueden confirmarse según el proyecto.
Cinta de unión de cobre Cinta rectangular de adhesión, a base de cobre. Se pueden confirmar el ancho de la cinta, grosor, formato de bobina y requisitos técnicos relacionados para el proyecto.
Aplicaciones típicas de interconexión en el empaquetado de semiconductores de potencia
Los dispositivos y módulos de alimentación difieren en área de enlace, número de interconexiones, disposición de interconexión y condiciones de fiabilidad. Por tanto, el material y tamaño gruesos de cables/cintas deben seleccionarse en línea con la estructura real del encapsulado.
Dispositivos discretos de potencia
Utilizado para interconexiones de potencia entre el electrodo superior del chip y estructuras de encapsulamiento conductor en MOSFETs de potencia, IGBT, MOSFETs SiC y otros dispositivos de potencia discretos. Las consideraciones clave incluyen la sección transversal del conductor, el área de unión y la disposición de la conexión dentro de un espacio limitado del encapsulado.
Área de fianza | Sección transversal | Autorización de paquetes
Módulos de potencia IGBT
Los módulos multi-chip suelen requerir múltiples interconexiones de alimentación entre los chips, las áreas conductoras del sustrato y los terminales del módulo. El material y la forma del conductor deben evaluarse junto con el camino actual, el número de interconexiones paralelas y la disposición del módulo.
Ruta actual | Interconexiones paralelas | Distribución de módulos
SiC Módulos de potencia
Los proyectos de módulos SiC requieren una evaluación combinada de los requisitos de metalización en la parte superior, estructura de interconexión, proceso de unión y fiabilidad en ciclos. El tipo de dispositivo por sí solo no determina si se debe usar aluminio/cobre o alambre/cinta.
Metalización | Geometría de Interconexión | Requisitos de ciclismo
Cómo seleccionar una interconexión en superficie para semiconductores de potencia
La selección de interconexión superior para semiconductores de potencia no debe reducirse a dos preguntas separadas: "¿Alambre pesado o cinta?" y "¿Aluminio o cobre?" Un enfoque más eficaz es establecer primero el paquete existente y la línea base del proceso, y luego acotar las rutas candidatas por material, geometría del conductor, interfaz de unión y objetivo del proyecto.
El tipo de dispositivo ayuda a definir el alcance de la aplicación, pero no puede determinar por sí solo el material o la ruta del conductor. El propósito de la fase de selección no es fijar inmediatamente un material final, sino identificar rutas candidatas que valga la pena tomar en el proceso y la validación de fiabilidad.
Empieza con el paquete existente y la línea base del proceso
Para un programa de producción establecido, el material actual, las dimensiones, la disposición del paquete y el proceso de unión constituyen una base importante de selección. Para un nuevo proyecto, primero se define la corriente objetivo, el área de unión disponible, la metalización superior y el equipo de unión previsto.
| Comprobado | Consideraciones clave |
| Material y tamaño actuales | Aluminio / Cobre, Alambre / Cinta, diámetro o ancho × espesor de alambre |
| Estructura de interconexión | Sección transversal requerida, área de enlace, número de interconexiones y disposición del módulo |
| Interfaz de enlace | Metalización en la parte superior y área de unión disponible |
| Proceso existente | Bonder, herramienta de cuña y línea base de proceso establecida |
| Objetivo del proyecto | Segunda Fuente, reemplazo de suministros, NPI o rediseño de interconexión |
Alambre grueso vs. cinta de unión: Geometría de interconexión
En una comparación entre alambre grueso y cinta de unión, la geometría del conductor es la primera distinción: el alambre grueso tiene una sección transversal redonda y se dimensiona principalmente por diámetro del cable, mientras que la cinta de unión tiene una sección rectangular definida por el ancho y el grosor. La diferencia no es solo geométrica; también afecta a la huella de enlace, la disposición de interconexiones, el uso del espacio y las condiciones de herramienta/alimentación.
| Factor de evaluación | Alambre Grueso | Cinta de unión |
| Definición de sección transversal | Diámetro del alambre | Ancho × Grosor |
| Huella de bonos | Determinado por el diámetro del cable y la geometría de unión | Influenciado por el ancho de la cinta, el grosor y la geometría de unión |
| Distribución | Adecuado para la evaluación continua de configuraciones existentes de interconexión multicable | Puede evaluarse para proyectos que requieran un diseño rediseñado de la interconexión de cinta |
| Cambio de proceso | Para una segunda fuente, se puede conservar primero la forma de alambre existente | Para cambios en Wire → Ribbon, vuelve a confirmar la herramienta, la alimentación y la disposición |
Por tanto, la cinta de unión no debe tratarse como una actualización automática del alambre grueso simplemente porque tiene una sección transversal diferente o puede proporcionar una sección conductora mayor. La comparación relevante es la sección transversal real, el número de interconexiones, la superficie de unión, la disposición del envase y las condiciones existentes del proceso.
Aluminio vs. cobre: Luego compara las rutas de materiales
Aunque el embalaje más amplio de semiconductores puede implicar una comparación de cables de unión de oro, plata, cobre y aluminio, la selección de alambre pesado/cinta superior de dispositivos de potencia en esta página se centra principalmente en rutas de aluminio y cobre. El alambre/cinta gruesa a base de aluminio es una ruta madura de unión en cuña para dispositivos de potencia. Para programas de producción estables y estables basados en aluminio, los proyectos de segunda fuente o de continuidad de suministro suelen comenzar mejor con productos candidatos cercanos al sistema y dimensiones actuales del material, ayudando a evitar variables de validación innecesarias causadas por un cambio en el sistema material-sistema.
Para proyectos que evalúan interconexiones basadas en cobre, el alambre o cinta pesada de cobre puede considerarse una ruta candidata, pero el cambio del material debe revisarse junto con la metalización de la parte superior, la superficie de unión, las propiedades mecánicas del material y las condiciones existentes de unión en cuña. Con la misma longitud y área de sección transversal, el cobre tiene menor resistividad eléctrica, pero si esa propiedad del material se traduce en un beneficio a nivel de módulo depende de la especificación real del conductor, la interfaz de enlace y el diseño del encapsulado.
| Ruta de aluminio | Ruta del Cobre |
| Ruta madura de enlace de cuñas de dispositivos de potencia | Puede evaluarse para objetivos de diseño como menor resistencia de conductores |
| Para proyectos existentes de aluminio, se puede conservar primero la ruta actual de materiales | Normalmente implica más cambios en materiales y procesos |
| La condición del material, la superficie y la consistencia dimensional aún necesitan confirmación | Las comprobaciones clave incluyen la metalización, la carga de unión y la compatibilidad entre herramientas y procesos |
Por tanto, el paso de aluminio a cobre debe tratarse como un cambio de sistema de interconexión y no como una sustitución directa de conductores del mismo tamaño.
Segunda fuente vs. NPI: Puntos de partida diferentes
Proceso existente / Segunda fuente
El objetivo principal es preservar la línea base validada del paquete/proceso en la medida de lo posible. Comienza con el material actual, dimensiones, propiedades mecánicas y formulario de suministro, selecciona productos candidatos muy coincidentes y luego procede a la validación de procesos y calificaciones.
Nueva plataforma / NPI
Si el material y la estructura de interconexión aún no han sido bloqueados, se pueden evaluar conjuntamente el aluminio y el cobre, el alambre grueso/cinta, la zona de unión, la metalización superior y la disposición del paquete para identificar rutas candidatas más adecuadas a las condiciones eléctricas, de embalaje y de fabricación objetivo.
El SiC no requiere automáticamente cobre, y la cinta no es automáticamente superior al alambre grueso. El resultado de la etapa de selección debe ser una ruta candidata lista para el siguiente paso de validación, no una clasificación de material hecha independientemente del paquete y proceso reales.
Verifica la compatibilidad del proceso antes de cambiar el material de unión
Tras seleccionar un material candidato para alambre grueso o cinta de unión, aún es necesario confirmar su compatibilidad con el proceso existente de unión en cuña. Sistemas de materiales similares o dimensiones nominales no significan que el equipo, herramientas y parámetros de proceso existentes puedan conservarse sin validación.
Los cambios en el material, el diámetro del alambre o la sección transversal de la cinta, las propiedades mecánicas o el estado de la superficie pueden afectar la alimentación, la deformación de enlaces, la formación de interfaces y la estabilidad de la ventana del proceso. Los proyectos que implican cambios mayores, como aluminio a cobre o alambre a cinta, generalmente requieren que se reconfirmen más condiciones.
| Comprobado | Qué confirmar |
| Bonder y Tool | Si el pegador existente soporta el alambre/cinta objetivo, y si la cuña, el cortador y el sistema de alimentación coinciden con el material y tamaño |
| Interfaz de enlace | Si la metalización de la parte superior del troquel, la superficie de unión, la estructura subyacente y la interfaz de conexión en el otro extremo son compatibles con el material candidato |
| Ventana de proceso | Si la receta existente sigue siendo aplicable y si la fuerza de unión, la energía ultrasónica y la deformación de enlace deben ajustarse |
| Alimentación y manipulación | Si el carrete, el enrollado y el desenrolado son estables, y si el almacenamiento, el desempaquetado y las condiciones de uso cumplen con los requisitos del proceso |
Para el alambre o cinta gruesa a base de cobre, la carga de unión, la metalización de la parte superior, la compatibilidad de herramientas y la ventana de proceso también deben revisarse junto con las propiedades mecánicas del material. No se debe asumir que los parámetros existentes del alambre de aluminio se transfieran directamente.
La fuerza de unión, la energía ultrasónica y otras condiciones del proceso deben evaluarse para el material, equipo e interfaz de unión específicos, y luego verificarse mediante ensayos reales de unión y el DOE para establecer una ventana de proceso estable.
La calidad inicial de enlace no equivale a fiabilidad de interconexión a largo plazo
Para las interconexiones superficiales de semiconductores de potencia, la apariencia aceptable de la unión y los resultados de tracción o corte ayudan a evaluar la calidad inicial de la unión, pero por sí solos no demuestran la fiabilidad a largo plazo del cable/cinta bajo condiciones de funcionamiento.
Durante el ciclo de encendido, los cambios de carga provocan cambios repetidos de temperatura de unión en IGBTs, MOSFETs, dispositivos SiC y otros dispositivos de potencia. Bajo el ciclo térmico, los cambios de temperatura externos también someten el cable/cinta de unión, las interfaces de enlace y los materiales del paquete adyacentes a un esfuerzo termomecánico cíclico.
Ciclos repetidos de temperatura
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Tensión termomecánica
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Interconexión y fatiga de vínculo
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Grieta en el talón / Despegue del cable / Degradación de la interfaz
Tras cambiar el alambre grueso, la cinta de unión o el sistema de materiales, la validación debe ir más allá de la calidad inicial de unión hasta alcanzar la fiabilidad a nivel de encapsulamiento.
| Nivel de validación | Pregunta principal |
| Calidad inicial de enlace | ¿La geometría y la interfaz de unión cumplen los requisitos del proceso? |
| Prueba de unión mecánica | ¿Cumplen los ensayos de pull/cizallamiento y relacionados con los requisitos mecánicos iniciales del proyecto? |
| Fiabilidad a nivel de paquete | ¿Se mantiene estable la interconexión bajo las condiciones de ciclo térmico/eléctrico definidas por el proyecto? |
La grieta del talón, el levantamiento del cable y la degradación de la interfaz de enlace están entre los modos de fallo que deben considerarse en las interconexiones de cables de alimentación/cinta. Cuando cambia el material, la forma del conductor o la interfaz de unión, también es necesario reevaluar el efecto de esos cambios en la fiabilidad del ciclo.
Por lo tanto, la fiabilidad no puede determinarse solo a partir de las propiedades del material base del aluminio o el cobre. La fiabilidad de la interconexión final también depende de la especificación del conductor, la interfaz de enlace, la estructura del encapsulado, el proceso de unión y las condiciones reales de funcionamiento y validación.
Desde muestras de ingeniería hasta calificación de materiales
Una vez identificado un alambre grueso o cinta de unión candidato, debe validarse paso a paso bajo las condiciones reales del encapsulado y de la unión, en lugar de sustituirse directamente por el material actual. Los programas de segunda fuente y NPI pueden tener requisitos diferentes, pero ambos generalmente pueden seguir el siguiente camino:
1. Revisión actual de especificaciones
Revisa el material actual o los requisitos del nuevo proyecto y revisa las especificaciones de candidato a cable/cinta que coincidan estrechamente.
2. Muestra de ingeniería
Prepara muestras de ingeniería para la evaluación de la unión utilizando las condiciones reales del pegador, la herramienta de cuña y el empaquetado.
3. Validación de procesos y fiabilidad
Confirma la ventana de proceso, la calidad de la unión de enlaces, las pruebas mecánicas y cualquier elemento de ciclos térmicos/eléctricos u otros elementos de fiabilidad requeridos según los requisitos del proyecto.
4. Evaluación piloto / Multi-lote
Si el plan de cualificación del cliente incluye lotes de ingeniería, lotes piloto o evaluación multi-lote, la idoneidad para la producción y la consistencia de lote a lote pueden evaluarse aún más según los requisitos del proyecto.
5. Cualificación del cliente
Completar la aprobación final del material de acuerdo con los requisitos internos de ingeniería, calidad y cualificación del proveedor del cliente antes de pasar al suministro de producción posterior.
Soporte al proyecto: Coincidencia actual de especificaciones | Revisión de producto candidato | Datos técnicos | Ejemplos de ingeniería
Para proyectos de segunda fuente o NPI, Henan Chalco puede seleccionar productos candidatos basándose en la especificación actual del material o en condiciones confirmadas del envase y confirmar el alcance de los datos técnicos disponibles y las muestras de ingeniería. Los elementos específicos de prueba, los criterios de aceptación y los procedimientos de cualificación están sujetos a los requisitos del dispositivo, paquete y sistema de calidad del cliente.
Qué proporcionar para un presupuesto o solicitud de ejemplo
Si buscas una segunda fuente para un alambre o cinta gruesa existente, empieza proporcionando el modelo o hoja técnica actual del producto, el material y el diámetro del alambre o el ancho × grosor de la cinta. Si estás disponible, también puedes proporcionar el tipo de dispositivo o módulo, la metalización superior, la herramienta de enlace/cuña y el problema que quieras abordar.
Para un proyecto NPI, la discusión puede comenzar con cualquier requisito confirmado de estructura de encapsulado, material o dimensional. Incluso si la especificación completa aún no se ha finalizado, la emparejamiento de productos candidatos puede comenzar primero, añadiendo requisitos técnicos progresivamente a medida que avanza la validación.
Preguntas frecuentes
¿Puedes igualar nuestra especificación actual de alambre grueso / cinta?
Sí. Para un proyecto con una línea base de producción establecida, los productos candidatos estrechamente compatibles pueden primero ser evaluados con la hoja de datos actual, el material y el diámetro/tamaño de la cinta actual, y luego verificarse mediante una evaluación real de unión para determinar si son adecuados como segunda fuente.
¿Cambian los parámetros de unión con una nueva segunda fuente?
No necesariamente, pero no se debe asumir que los parámetros existentes se transfieren sin cambios. Incluso con materiales y dimensiones nominales similares, las propiedades mecánicas, el estado superficial y el comportamiento real de unión pueden variar entre productos. Por tanto, es necesaria una evaluación real de unión para confirmar si la ventana de proceso existente sigue siendo aplicable.
¿Puede comenzar la producción después de la unión de la muestra y el pull/shear?
Aún puede ser necesario realizar una fiabilidad adicional, evaluación por lote de ingeniería, lote piloto o multilote dependiendo del proyecto. Una prueba de una sola muestra puede demostrar el rendimiento inicial de unión de esa muestra, pero no sustituye una cualificación completa del material.
¿Qué cambia al pasar del aluminio al cobre?
Además del propio material conductor, es necesario reconfirmar la metalización de la parte superior, la zona de unión, la herramienta de cuña, el proceso de unión y la fiabilidad a nivel de encapsulado. Un cambio de aluminio a cobre se evalúa mejor como un cambio de interconexión en el sistema en lugar de una sustitución directa de material del mismo tamaño.
¿Cómo se puede reducir el riesgo de lote a lote con un nuevo proveedor?
La cualificación no debe centrarse únicamente en una sola muestra. Para proyectos más exigentes, se puede añadir la evaluación por lote de ingeniería o multilote antes de la aprobación final, con especificaciones clave, elementos de aceptación y los requisitos de materiales y calidad que deben controlarse durante la producción de antemano.
¿Puede empezar la evaluación con información material incompleta?
Sí. Comienza con la información disponible, como nombre del material, dimensiones, modelo del producto, fotos, muestras o información del envase. Una vez definido el rango candidato, se pueden añadir propiedades mecánicas, condiciones de unión y requisitos de validación según sea necesario para el proyecto.
Comienza tu evaluación de alambre pesado / cinta
Ya sea que estés calificando una segunda fuente para un material existente o iniciando un nuevo proyecto de módulo de potencia discreto, IGBT o módulo de potencia SiC, la evaluación puede comenzar con la información que ya tienes.
Envía tu especificación actual de cable/cinta o los requisitos básicos para un nuevo proyecto. Primero podemos ayudar a identificar los productos candidatos y el alcance de la muestra de ingeniería antes de pasar a la posterior evaluación de fianzas y cualificación.
Solicitud de muestra de ingeniería Enviar especificaciones actuales