Materiales de unión de semiconductores de matriz a empaque

Los materiales de unión de matriz a envase son materiales metálicos de interconexión utilizados para establecer conexiones eléctricas entre las almohadillas de chip y los sustratos del encapsulado, marcos de derivación o terminales de alimentación. Principalmente incluyen cables de unión redondos y cintas rectangulares de unión.

Chalco puede suministrar alambre de unión de oro, alambre de unión a base de cobre, alambre de adhesione de aluminio, alambre de aleación de plata y cinta de unión de aluminio. Los materiales pueden adaptarse a la estructura del envase, la metalización de la plataforma, los requisitos de transporte de corriente, el proceso de unión y los requisitos de fiabilidad.

Estos productos son adecuados para envases de circuitos integrados, LED, dispositivos discretos, IGBT, SiC y módulos de potencia. El diámetro del cable, dimensiones de la cinta, la carga de rotura, la elongación, la composición de aleaciones y los sistemas de recubrimiento pueden personalizarse.

¿Seleccionando materiales para un nuevo proyecto de embalaje o evaluando una alternativa a tu cable de unión actual? Envía el material actual, diámetro del cable, metalización de la almohadilla, tipo de paquete e información sobre el equipo de unión. Chalco puede ayudar a encontrar un material de unión adecuado.

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Gama de materiales de unión para envases de semiconductores

Los materiales de interconexión de matriz a encapsulado de Chalco se dividen principalmente en cables de unión y cintas de unión. Los cables de unión son adecuados para sitios de unión finos, bucles complejos y envasado automatizado de alto volumen, mientras que las cintas de unión proporcionan un área de contacto mayor y se utilizan principalmente para conexiones de alta corriente en dispositivos de potencia.

Alambre de unión para envases de semiconductores

El alambre de unión para envasado de semiconductores es un alambre metálico fino utilizado para conectar almohadillas de chip a sustratos de encapsulado, marcos de derivación o terminales de dispositivos y establecer interconexiones eléctricas dentro del encapsulado. La composición del cable, el diámetro, la carga de ruptura y la elongación afectan a la formación de bolas, el control del circuito, la resistencia de unión y la fiabilidad del encapsulado.

Chalco puede suministrar cables de unión de cobre, aluminio, oro y plata. El diámetro del alambre y las propiedades mecánicas pueden adaptarse al tipo de envase, al material de la almohadilla y al equipo de unión.

¿Necesitas una comparación más clara de los cables de unión de oro, plata, cobre y aluminio en cuanto a rendimiento, proceso, coste y paquetes adecuados? Lee "Comparación de alambres de unión de oro, plata, cobre y aluminio" para seleccionar un material más adecuado para tu proyecto.

Cinta de unión para envases de semiconductores

La cinta de unión para envases semiconductores es un material de interconexión metálica rectangular con una gran área de contacto, bajo perfil de conexión y baja inductancia parásita. Se utiliza principalmente en dispositivos de potencia y paquetes de alta frecuencia. Chalco puede suministrar cintas de unión de aluminio, oro, cobre y plata con bordes lisos y sin muelas evidentes, adecuadas para la unión ultrasónica a temperatura ambiente.

Alambre de unión vs cinta de unión

El alambre de unión tiene una sección transversal redonda y es adecuado para almohadillas de paso fino, bucles complejos e interconexiones multidireccionales. La cinta de unión tiene una sección transversal rectangular y puede proporcionar un área de contacto mayor dentro de espacio limitado, lo que la hace más adecuada para conexiones de alta corriente y perfil bajo.

El cable de unión ofrece mayor flexibilidad de enrutamiento y es adecuado para almohadillas pequeñas, pasos estrechos y caminos de conexión complejos. La cinta de unión se centra más en la superficie de contacto, la capacidad de transporte de corriente y la utilización del espacio en los paquetes de potencia. La elección final también debe tener en cuenta las dimensiones de la almohadilla, la corriente de operación, la altura del circuito, el equipo de unión y las especificaciones de la herramienta.

Para una comparación más detallada de sus procesos, rendimiento y aplicaciones, véase: Enlace por alambre vs unión con cinta

Ventajas clave de los materiales de unión matriquel-envase

Los cables y cintas de unión pueden establecer interconexiones estables entre chippads y portadores de paquetes. Diferentes materiales, dimensiones y estructuras pueden cumplir requisitos que van desde la transmisión de señal de paso fino hasta conexiones de alta corriente en dispositivos de potencia.

• Alta conductividad eléctrica y térmica: Las aleaciones de oro, cobre, aluminio y plata proporcionan una buena conductividad eléctrica, ayudando a reducir la resistencia de interconexión y mejorar la transferencia de calor dentro del dispositivo.
• Compatible con diferentes estructuras de encapsulado: El alambre fino de unión es adecuado para diseños de alta densidad, pequeñas almohadillas y lazos complejos, mientras que el alambre grueso y la cinta de unión son adecuados para IGBT, SiC y módulos de potencia.
• Selección flexible de materiales: el alambre de oro enfatiza la estabilidad del proceso, el alambre de cobre equilibra conductividad y coste, el alambre de aluminio es adecuado para la unión ultrasónica en cuña, y el alambre de aleación de plata combina conductividad eléctrica, conductividad térmica y eficiencia de costes.
• Permite una unión automatizada eficiente: Diámetro constante del cable, carga de ruptura, alargamiento y calidad de superficie ayudan a mejorar la formación de bolas, el desenrollado y la consistencia de la unión continua.
• Apoya la fiabilidad del encapsulado: Ajustar el material, la metalización de la placa y el proceso de unión pueden reducir el riesgo de rotura de cables, elevación de unión, grietas en el talón y fallos en la interfaz.
• Soporta miniaturización y alta corriente: el alambre fino redondo permite un empaquetado de paso fino, mientras que la cinta rectangular proporciona un área de contacto mayor para interconexiones de perfil bajo y alta corriente.
• Apoya la optimización de costes: Se puede seleccionar una solución adecuada entre sistemas de oro, cobre, aluminio, aleación de plata y recubiertos según los objetivos de rendimiento y fiabilidad.

Aplicaciones de materiales de unión

Los cables y cintas de unión Chalco pueden usarse en encapsulados semiconductores que van desde interconexiones de señal de paso fino hasta conexiones de alta corriente. Los materiales pueden adaptarse a la estructura de la pastilla, los requisitos de transporte de corriente y el proceso de unión.

Módulo de potencia, empaquetado IGBT y SiC

En aplicaciones de cables y cintas de unión de semiconductores de potencia , el alambre de aluminio grueso, el alambre de aleación de aluminio y la cinta de unión son adecuados para condiciones de alta corriente y ciclos de encendido, y pueden usarse en MOSFETs, IGBTs, dispositivos SiC y módulos de control de alta potencia. La cinta de unión proporciona un área de contacto mayor y es adecuada para conexiones de bajo perfil y alta corriente.

Embalaje LED

El cable de unión para envases LED puede usar alambre de unión de oro, alambre de aleación de plata y alambre de aleación de plata recubierto de oro en encapsulados de iluminación LED, pantallas, retroiluminación y semáforos LED, ofreciendo formación estable de bolas, conductividad eléctrica y térmica, y fiabilidad operativa a largo plazo.

Embalaje de CI

Para interconexiones de empaquetado de CI, se pueden usar hilo de oro, cable de cobre y alambre de aleación de plata en encapsulados analógicos, circuitos integrados digitales y dispositivos de alto número de pines, cumpliendo los requisitos de enlaces de paso fino, bucles estables y unión continua de alta velocidad.

Dispositivos semiconductores discretos

Estos materiales pueden usarse en diodos, transistores, MOSFETs y otros dispositivos discretos. Se pueden seleccionar cables de unión fina, alambre de aluminio grueso o cinta de unión según las dimensiones de la almohadilla y la corriente de funcionamiento.

Dispositivos RF, microondas y optoelectrónicos

Adecuado para módulos de RF, MMICs, conjuntos de microondas, láseres y dispositivos de comunicación óptica. El hilo fino de oro y la cinta de unión pueden satisfacer los requisitos de pequeñas almohadillas, transmisión de alta frecuencia y baja inductancia parasitaria.

Circuitos híbridos, MEMS y sensores

Estos materiales pueden utilizarse en circuitos híbridos cerámico-sustrato, MEMS, sensores y paquetes de cavidad profunda para establecer interconexiones fiables entre chippads y pistas de sustrato o terminales de dispositivos.

Proceso de producción de alambre y cintas de unión

Chalco controla la composición de la materia prima, las condiciones de fusión, la precisión del conformado, el tratamiento térmico y la limpieza superficial durante toda la producción para lograr un diámetro consistente del alambre o dimensiones de la cinta, carga de ruptura, rendimiento de elongación y desenrollamiento.

Selección de materia prima y diseño de composición

Se seleccionan materias primas de alta pureza para oro, plata, cobre, aluminio y sus sistemas de aleaciones. La microaleación o dopaje se diseña según la conductividad, dureza, alargación, resistencia a la oxidación y rendimiento de unión objetivo.

Fusión al vacío y colada continua

Las materias primas se someten a fusión al vacío, aleación y agitación electromagnética para mejorar la uniformidad de la composición, seguidas de colada continua en lingotes de alambre o cinta adecuados para su procesamiento posterior. El equipo soporta temperaturas de fusión de hasta aproximadamente 1.600°C y cargas de colada continua de hasta 10 kg.

Trefilado de alambre o laminado de precisión

El alambre de unión se pasa por múltiples pasadas para reducir gradualmente su diámetro, mientras que la cinta de unión se enrolla con precisión y se dimensiona para formar una sección transversal rectangular consistente. La deformación y la velocidad de procesamiento en cada pasada deben controlarse cuidadosamente para evitar arañazos superficiales, variaciones dimensionales y tensiones internas localizadas.

Recocido intermedio y ajuste de propiedades

El recocido en atmósfera protectora se realiza durante el estirado o laminado para ajustar la estructura del grano, la dureza, la carga de ruptura y el alargamiento. El equipo soporta recocido a temperaturas de hasta 600°C para cumplir con los requisitos de propiedades mecánicas de diferentes perfiles de lazo, paquetes de lazo bajo y paquetes de potencia.

Dibujo final, laminado de precisión y tratamiento superficial

Se utiliza el estampado ultrafino o el laminado de precisión para alcanzar las dimensiones finales. El alambre de cobre desnudo, el alambre de cobre recubierto de paladio, el alambre de cobre recubierto de oro y el alambre de plata recubierto de oro también requieren chapado continuo, mientras que la producción de cintas de unión se centra en la planitud de los bordes, el control de las muelas y la limpieza superficial.

Bobinado de precisión y enrollado de carrete

El material acabado se enrolla en bobinas específicas bajo tensión constante. El patrón de enrollado, la inclinación y la estabilidad del desenrolamiento se controlan para reducir el hilo cruzado, el enrollado suelto y la alimentación anormal durante la unión a alta velocidad.

Inspección y limpieza de envases

Antes del envío, se inspeccionan la composición del material, el diámetro del alambre o el ancho y grosor de la cinta, la carga de ruptura, la elongación, la resistividad eléctrica, el recubrimiento y la calidad superficial. Los productos cualificados se rebobinan limpiamente y se envasan individualmente para evitar humedad, oxidación, contaminación y daños por el transporte. La carga de rotura y el alargamiento son indicadores importantes de la procesabilidad del alambre de unión.

Desde materiales de unión hasta interconexiones de paquetes

Tras la producción, el material de unión debe combinarse con un proceso de unión adecuado basado en el tipo de alambre, las dimensiones de la almohadilla y la estructura del envase:

Enlace de bola: Adecuado para alambre de oro, alambre de cobre y algunos hilos finos de aleación de plata. Ofrece alta velocidad de unión y se utiliza comúnmente para circuitos integrados, LED y envases automatizados de alto volumen.

Unión en cuña: Adecuada para alambre de aluminio, alambre grueso y cinta de unión, y también puede usarse para alambre de oro. Es adecuada para almohadillas pequeñas, conexiones de perfil bajo, paquetes de alta frecuencia y envases de dispositivos de potencia.

¿Unión de bolas o unión en cuña? Lee "Unión de bola vs unión con cuña" para entender las diferencias y seleccionar un proceso de unión adecuado para el material de unión.

Selección y parámetros de personalización del material de unión

Los materiales de unión deben adaptarse a la estructura del envase, la superficie de la plataforma y el equipo de unión. En función del material existente o de los nuevos requisitos del proyecto, Chalco puede ajustar el diámetro del cable, la carga de ruptura, la elongación, la composición de la aleación y la estructura del recubrimiento.

• Tipo de encapsulado: circuitos integrados, LED, dispositivos discretos, IGBT, SiC, módulos de potencia o circuitos híbridos
• Tipo de material: Oro, cobre, aluminio o aleación de plata; alambre desnudo, aleado o recubierto
• Dimensiones del producto: diámetro del alambre de unión o ancho y grosor de la cinta de unión
• Propiedades mecánicas: carga de ruptura, alargamiento, dureza y requisitos de lazo
• Información de la plataforma: Material de metalización y dimensiones de la almohadilla del chip, sustrato o cuadro de derivación
• Proceso de unión: unión por bola, unión en cuña, unión ultrasónica o unión termosónica
• Equipamiento y herramientas: modelo de bonder y especificaciones capilares o cuñas
• Requisitos de fiabilidad: pruebas de pull, cizallamiento, alta temperatura, calor húmedo, ciclos de encendido u otras pruebas de validación
• Requisitos de suministro: modelo del carrete, longitud por bobina, cantidad de muestra y volumen de producción esperado

La metalización de la plataforma, las dimensiones de la plataforma, el tipo de equipo, el material del alambre, el diámetro, la elongación y la resistencia a la tracción son factores importantes para determinar la solución de unión.

Envía la especificación actual, el dibujo del paquete o la información del bonder. Chalco puede ayudar con la comparación de materiales y la validación de la muestra.

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Preguntas frecuentes sobre materiales de unión

¿Qué son los materiales de unión de troquel-envase?

Son materiales metálicos de interconexión utilizados para conectar chips pads a sustratos de encapsulado, marcos de derivación o terminales de alimentación. Las formas principales son alambre de unión redondo y cinta rectangular de unión.

¿Qué materiales de unión puede suministrar Chalco?

Chalco puede suministrar alambres de unión de oro, aleación de plata, cobre y aluminio, así como cintas de unión de oro, plata, cobre y aluminio. Las dimensiones, composición de la aleación y propiedades mecánicas pueden adaptarse al embalaje y a los requisitos del equipo.

¿Cuál es la diferencia entre cable de unión y cinta de unión?

El cable de unión tiene una sección transversal redonda, ofrece un trazado flexible y es adecuado para pendientes finas y bucles complejos. La cinta de unión tiene una sección transversal rectangular y una mayor área de contacto, lo que la hace adecuada para paquetes de dispositivos de bajo perfil, alta corriente y potencia.

¿Cómo deberían seleccionarse los cables de unión de oro, plata, cobre y aluminio?

El alambre de oro ofrece un proceso estable y es adecuado para envases de alta fiabilidad; el alambre de cobre equilibra conductividad y coste; el alambre de aluminio es adecuado para la unión en cuña y el envasado eléctrico; el alambre de aleación de plata ofrece buena conductividad eléctrica y térmica y puede usarse en encapsulados LED y algunos circuitos integrados. La elección final debe basarse en el material de la almohadilla, el equipo y los requisitos de fiabilidad.

¿Qué materiales son adecuados para el enlace de bolas y cuñas?

El enlace de bola se utiliza típicamente para alambre de oro, alambre de cobre y alambre de aleación de plata fina, y es adecuado para envasado automatizado de alta velocidad. El enlace en cuña es más adecuado para alambre de aluminio, alambre grueso y cintas de unión, y se usa comúnmente en envases de módulos de potencia, IGBT y SiC.

¿Qué parámetros del material de unión se pueden personalizar?

El diámetro del alambre, el ancho y grosor de la cinta de unión, la composición del material, la estructura del recubrimiento, la carga de rotura, la elongación, la dureza y la longitud por carrete pueden adaptarse a los requisitos del proyecto.

¿Qué información se requiere al seleccionar un material de adhesión?

Por favor, proporcione el tipo de encapsulado, la metalización de la plataforma, el diámetro del cable o las dimensiones de la cinta, el modelo del pegador, las especificaciones de la herramienta, la corriente de funcionamiento, los requisitos del bucle y las condiciones de fiabilidad de la prueba.