Dans la gamme plus large de matériaux de liaison matrice-emballage de Chalco, Henan Chalco fournit des fils de liaison lourds aluminium/alliage, un ruban de liaison en aluminium, un fil de liaison en cuivre lourd et un ruban de liaison en cuivre pour les interconnexions à haut courant en IGBT, MOSFET de puissance, dispositifs d’alimentation SiC et modules de puissance.
L’appariement produit peut partir de votre spécification actuelle de fil/ruban de liaison ou des exigences d’un nouveau projet, avec des données techniques et un support d’échantillons d’ingénierie fournis selon le stade du projet.
Fil d’Al Lourd |Ruban Al| Fil Épais | Ruban Cu
Interconnexions de liaison superficielles dans l’emballage des semi-conducteurs de puissance
Dans les dispositifs de puissance tels que les IGBT, les MOSFET de puissance et les dispositifs SiC, l’électrode de puissance supérieure de la puce doit être connectée électriquement aux zones conductrices du substrat, aux électrodes de paquet ou aux bornes de modules. Un fil de liaison lourd et un ruban de liaison forment cette interconnexion supérieure via un collage en coin et transportent le courant à l’intérieur du dispositif d’alimentation.
Dé de puissance
↓
Métallisation / électrode de puissance supérieure
↓
Fil de liaison lourd / Ruban de liaison
↓
Métallisation du substrat / Électrode / Terminal de module
Dans les boîtiers dédiés à alimentation, un fil de liaison lourd ou un ruban peut relier la puce aux structures conductrices du boîtier. Dans les modules d’alimentation multi-puces, plusieurs interconnexions internes peuvent être formées entre les puces, les zones conductrices du substrat et les bornes des modules selon la disposition du module. Le schéma de connexion, le nombre d’interconnexions et la section transversale des conducteurs dépendent de la structure réelle du dispositif et de la conception du module.
Les interconnexions à fils lourds et rubans en surface semi-conducteur de puissance se distinguent des autres architectures d’interconnexion d’emballage de CI. Selon la conception du boîtier, les structures de CI et d’emballage avancées peuvent également utiliser des liaisons à fil fin ou des interconnexions à piliers en cuivre plutôt que les routes de liaison en coin à fils lourds/rubans évoquées sur cette page.
Fil et ruban de liaison lourds pour dispositifs d’alimentation
Pour le collage en fil épais et en ruban en coin, Henan Chalco propose deux principales voies de matériaux : aluminium et cuivre, à la fois en fil de liaison rond et en ruban de liaison rectangulaire. Les matériaux spécifiques, les dimensions et les spécifications d’approvisionnement sont confirmés selon les exigences du produit et les conditions du projet.
Fil de liaison lourd en aluminium et alliage d’aluminium Pour le collage en coin à base de fil lourd à base d’aluminium. Le système de matériaux, le diamètre du fil, les propriétés mécaniques et la spécification de l’alimentation peuvent être vérifiés par rapport aux exigences actuelles du fil ou du boîtier.
Ruban de liaison en aluminium Ruban de collage rectangulaire à base d’aluminium. La largeur, l’épaisseur, le format de la bobine et les exigences de collage associées peuvent être confirmées pour le projet.
Fil de liaison en cuivre lourd Pour la liaison en coin à base de fil lourd à base de cuivre. Le matériau cuivre, le diamètre du fil, les propriétés mécaniques et la spécification de l’alimentation peuvent être confirmés selon le projet.
Ruban de liaison en cuivre Ruban de collage rectangulaire à base de cuivre. La largeur du ruban, l’épaisseur, le format de la bobine et les exigences techniques associées peuvent être confirmés pour le projet.
Applications typiques d’interconnexion dans l’emballage de semi-conducteurs de puissance
Les dispositifs d’alimentation et les modules diffèrent en surface de liaison, nombre d’interconnexions, disposition des interconnexions et conditions de fiabilité. Le matériau et la taille du fil/ruban lourds doivent donc être sélectionnés en fonction de la structure réelle du boîtier.
Dispositifs de puissance discrètes
Utilisé pour les interconnexions de puissance entre l’électrode supérieure de la puce et les structures de boîtier conducteur dans les MOSFETs de puissance, IGBT, MOSFET SiC et autres dispositifs de puissance discrets. Les considérations clés incluent la section transversale du conducteur, la surface de liaison et la disposition des connexions dans un espace de boîtier limité.
Zone de liaison | Section transversale | Dégagement des colis
Modules d’alimentation IGBT
Les modules multi-puces nécessitent généralement plusieurs interconnexions d’alimentation entre les puces, les zones conductrices du substrat et les bornes du module. Le matériau et la forme du conducteur doivent être évalués en même temps que le chemin courant, le nombre d’interconnexions parallèles et la disposition des modules.
Chemin actuel | Interconnexions parallèles | Disposition des modules
SiC Modules d’alimentation
Les projets de modules SiC nécessitent une évaluation combinée de la métallisation du dessus, de la structure d’interconnexion, du processus de liaison et des exigences de fiabilité en cycle. Le type de dispositif seul ne détermine pas s’il faut utiliser aluminium/cuivre ou fil/ruban.
Métallisation | Géométrie d’Interconnexion | Exigences de cyclage
Comment sélectionner un interconnexion en surface pour les semi-conducteurs de puissance
La sélection de l’interconnexion de surface pour semi-conducteurs de puissance ne doit pas se réduire à deux questions distinctes : " Fil lourd ou ruban ? " et " Aluminium ou cuivre ? " Une approche plus efficace consiste d’établir d’abord le package existant et la base du procédé, puis de restreindre les voies candidates par matériau, géométrie du conducteur, interface de liaison et objectif du projet.
Le type de dispositif aide à définir le périmètre de l’application, mais il ne peut pas déterminer seul le matériau ou la route du conducteur. Le but de la phase de sélection n’est pas de verrouiller immédiatement un matériau final, mais d’identifier les routes candidates qui valent la peine d’être prises en charge pour la validation du processus et de la fiabilité.
Commencez par la base du paquet existant et du processus
Pour un programme de production établi, le matériau actuel, les dimensions, la disposition du paquet et le processus de collage constituent une base de sélection importante. Pour un nouveau projet, il faut d’abord définir le courant cible, la surface de liaison disponible, la métallisation de la surface et l’équipement de collage prévu.
| Vérifié | Considérations clés |
| Matériau et taille actuels | Aluminium / Cuivre, Fil / Ruban, diamètre ou largeur × épaisseur du fil |
| Structure d’interconnexion | Section transversale requise, surface de liaison, nombre d’interconnexions et disposition des modules |
| Interface de liaison | Métallisation du dessus et surface de liaison disponible |
| Processus existant | Bonder, outil en forme de coin, et base de base établie pour le procédé |
| Objectif du projet | Second Source, remplacement de l’alimentation, NPI ou refonte de l’interconnexion |
Fil lourd vs. ruban de liaison : géométrie d’interconnexion
Dans une comparaison entre fils lourds et rubans de liaison, la géométrie des conducteurs est la première distinction : le fil lourd a une section transversale ronde et est principalement dimensionné par le diamètre du fil, tandis que le ruban de liaison a une section rectangulaire définie par la largeur et l’épaisseur. La différence n’est pas seulement géométrique ; elle affecte également l’empreinte des liaisons, la disposition des interconnexions, l’utilisation de l’espace et les conditions d’outil/alimentation.
| Facteur d’évaluation | Fil lourd | Ruban de liaison |
| Définition de la section efficace | Diamètre du fil | Largeur × Épaisseur |
| Empreinte des obligations | Déterminé par le diamètre du fil et la géométrie des liaisons | Influencé par la largeur du ruban, l’épaisseur et la géométrie de liaison |
| Disposition | Adapté à l’évaluation continue des configurations existantes d’interconnexion multi-fils | Peut être évalué pour des projets nécessitant une disposition repensée en ruban d’interconnexion |
| Changement de processus | Pour une seconde source, la forme de fil existante peut d’abord être conservée | Pour les changements de Wire → Ribbon, reconfirmez l’outil, l’alimentation et la disposition |
Le ruban de liaison ne doit donc pas être considéré comme une mise à niveau automatique par rapport au fil lourd simplement parce qu’il a une section différente ou peut fournir une section conductrice plus importante. La comparaison pertinente concerne la section réelle, le nombre d’interconnexions, la surface de liaison, la disposition du boîtier et les conditions actuelles du procédé.
Aluminium vs. cuivre : Comparez ensuite les routes des matériaux
Bien que l’emballage plus large des semi-conducteurs puisse impliquer une comparaison de fils de liaison en or, argent, cuivre et aluminium, la sélection de fils lourds/rubans sur le dessus des dispositifs d’alimentation sur cette page se concentre principalement sur les parcours en aluminium et cuivre. Le fil/ruban épais à base d’aluminium est une voie mature de collage en coin pour les dispositifs de puissance. Pour les programmes de production stables et établis à base d’aluminium, les projets de seconde source ou de continuité d’approvisionnement sont généralement préférables de commencer avec des produits candidats proches du système et des dimensions actuels, aidant à éviter des variables de validation inutiles causées par un changement de système-matériau.
Pour les projets évaluant des interconnexions à base de cuivre, le fil/ruban lourd en cuivre peut être considéré comme une voie candidate, mais la modification du matériau doit être examinée en même temps que la métallisation du dessus, la surface de liaison, les propriétés mécaniques des matériaux et les conditions existantes de collage en coin. À la même longueur et surface de section transversale, le cuivre a une résistivité électrique plus faible, mais la capacité de cette propriété du matériau à se traduire par un avantage au niveau du module dépend toujours de la spécification réelle du conducteur, de l’interface de liaison et de la conception du boîtier.
| Route en aluminium | Route du cuivre |
| Voie de liaison en coin mature pour dispositifs de puissance | Peut être évalué pour des objectifs de conception tels que la résistance des conducteurs plus faible |
| Pour les projets aluminium existants, la voie actuelle des matériaux peut être conservée en premier | Cela implique généralement plus de changements de matériaux et de procédés |
| L’état du matériau, la surface et la consistance dimensionnelle doivent encore être confirmés | Les contrôles clés incluent la métallisation, la charge de liaison et la compatibilité outil/procédé |
Le passage de l’aluminium au cuivre doit donc être considéré comme un changement de système d’interconnexion plutôt que comme une substitution directe de conducteur de même taille.
Deuxième source vs. NPI : Points de départ différents
Processus existant / Seconde source
L’objectif principal est de préserver autant que possible la base de base validée du package/procédé. Commencez par le matériau actuel, les dimensions, les propriétés mécaniques et la forme d’approvisionnement, sélectionnez les produits candidats très correspondants, puis passez à la validation du processus et de la qualification.
Nouvelle plateforme / NPI
Si le matériau et la structure d’interconnexion n’ont pas encore été verrouillés, l’aluminium/cuivre, le fil épais/ruban, la zone de liaison, la métallisation du dessus et la disposition du boîtier peuvent être évalués ensemble afin d’identifier les itinéraires candidats mieux adaptés aux conditions électriques, d’emballage et de fabrication cibles.
Le SiC ne nécessite pas automatiquement du cuivre, et le ruban n’est pas automatiquement supérieur au fil épais. Le résultat de l’étape de sélection doit être une route candidate prête pour l’étape suivante de validation, et non un classement du matériau indépendamment du paquet et du processus réels.
Vérifier la compatibilité du procédé avant de changer le matériau de collage
Après avoir sélectionné un fil épais ou un matériau à ruban de liaison candidat, sa compatibilité avec le procédé existant de collage en coin doit encore être confirmée. Des systèmes de matériaux similaires ou des dimensions nominales ne signifient pas que les équipements, outils et paramètres de procédé existants peuvent être conservés sans validation.
Les changements de matériau, de diamètre ou de section transversale du ruban, de propriétés mécaniques ou d’état de surface peuvent affecter l’alimentation, la déformation des liaisons, la formation de l’interface et la stabilité de la fenêtre de procédé. Les projets impliquant des changements plus importants, tels que l’aluminium vers le cuivre ou le fil vers le ruban, nécessitent généralement une confirmation de plus en plus de conditions.
| Vérifié | Que confirmer |
| Bonder & Outil | Si le colleur existant supporte le fil/ruban cible, et si le coin, la coupe et le système d’alimentation correspondent au matériau et à la taille |
| Interface de liaison | La métallisation du dessus de la puce, la surface de liaison, la structure sous-jacente et l’interface de connexion à l’autre extrémité sont compatibles avec le matériau candidat |
| Fenêtre de procédé | Il faut ajuster si la recette actuelle reste applicable et si la force de liaison, l’énergie ultrasonique et la déformation des liaisons doivent être ajustées |
| Alimentation et manipulation | Que la bobine, l’enroulement et le déroulement soient stables, et si le stockage, le déballage et les conditions d’utilisation répondent aux exigences du procédé |
Pour les fils lourds à base de cuivre, la charge de liaison, la métallisation du dessus, la compatibilité des outils et la fenêtre de procédé doivent également être examinés en lien avec les propriétés mécaniques du matériau. Les paramètres existants du fil d’aluminium ne doivent pas être supposés être transférés directement.
La force de liaison, l’énergie ultrasonique et d’autres conditions de procédé doivent être évaluées pour le matériau, l’équipement et l’interface de liaison spécifiques, puis vérifiées par des essais de liaison réels et le DOE afin d’établir une fenêtre de procédé stable.
La qualité initiale de liaison ne correspond pas à la fiabilité d’interconnexion à long terme
Pour les interconnexions superficielles de semi-conducteurs de puissance, une apparence acceptable de la liaison et des résultats de traction ou de cisaillement aident à évaluer la qualité initiale de la liaison, mais ils ne démontrent pas à eux seuls la fiabilité à long terme du fil/ruban en conditions de fonctionnement.
Lors du cycle d’alimentation, les changements de charge provoquent des variations répétées de température de jonction dans les IGBT, MOSFET, dispositifs SiC et autres dispositifs de puissance. Lors du cycle thermique, les variations de température externe soumettent également le fil/ruban de liaison, les interfaces de liaison et les matériaux du boîtier adjacents à des contraintes thermomécaniques cycliques.
Cycles répétés de température
↓
Contrainte thermomécanique
↓
Interconnexion & Fatigue des liens
↓
Fissure du talon / Soulèvement du fil / Dégradation de l’interface
Après avoir changé le fil épais, le ruban de liaison ou le système de matériaux, la validation doit donc aller au-delà de la qualité initiale de liaison pour atteindre la fiabilité au niveau du paquet.
| Niveau de validation | Question principale |
| Qualité initiale de la liaison | La géométrie de liaison et l’interface répondent-elles aux exigences du procédé ? |
| Test de liaison mécanique | Les tests de tirage/cisaillement et les tests associés répondent-ils aux exigences mécaniques initiales du projet ? |
| Fiabilité au niveau du package | L’interconnexion reste-t-elle stable dans les conditions de cycle thermique/d’alimentation définies par le projet ? |
Fissure du talon, décollage du fil et dégradation des interfaces de liaison font partie des modes de défaillance à prendre en compte dans les interconnexions filaire/ruban d’alimentation. Lorsque le matériau, la forme du conducteur ou l’interface de liaison change, l’effet de ces changements sur la fiabilité du cycle doit également être réévalué.
Par conséquent, la fiabilité ne peut pas être déterminée uniquement à partir des propriétés du matériau de base de l’aluminium ou du cuivre. La fiabilité de l’interconnexion finale dépend également de la spécification du conducteur, de l’interface de liaison, de la structure du boîtier, du processus de collage, ainsi que des conditions réelles de fonctionnement et de validation.
Des échantillons d’ingénierie à la qualification des matériaux
Une fois qu’un fil épais ou un ruban de liaison candidat a été identifié, il doit être validé étape par étape sous les conditions réelles du boîtier et de la liaison plutôt que de remplacer directement le matériau actuel. Les programmes de seconde source et NPI peuvent avoir des exigences différentes, mais les deux peuvent généralement suivre la voie suivante :
1. Revue des spécifications actuelles
Examinez les exigences actuelles du matériel ou du nouveau projet et vérifiez les spécifications des fils ou rubans très adaptés.
2. Exemple d’ingénierie
Préparez des échantillons d’ingénierie pour l’évaluation de la liaison en utilisant le colleur réel, l’outil en coin et les conditions du paquet.
3. Validation des procédés et de la fiabilité
Confirmez la fenêtre de procédé, la qualité des liaisons, les tests mécaniques, ainsi que tout élément de recyclage thermique/alimentation ou autres éléments de fiabilité requis selon les exigences du projet.
4. Évaluation pilote / Multi-lots
Si le plan de qualification client inclut des lots d’ingénierie, des lots pilotes ou une évaluation multi-lots, la pertinence de la production et la cohérence d’un lot à l’autre peuvent être évaluées en fonction des exigences du projet.
5. Qualification du client
Compléter l’approbation finale des matériaux conformément aux exigences internes du client en matière d’ingénierie, de qualité et de qualification des fournisseurs avant de passer à la production ultérieure.
Soutien au projet : Correspondance des spécifications actuelles | Revue du produit candidat | Données techniques | Exemples d’ingénierie
Pour les projets de seconde source ou NPI, Henan Chalco peut sélectionner les produits candidats en fonction de la spécification actuelle du matériau ou des conditions confirmées du paquet et confirmer la portée des données techniques disponibles et des échantillons d’ingénierie. Les éléments de test spécifiques, les critères d’acceptation et les procédures de qualification sont soumis aux exigences du client, de l’appareil, du package et du système de qualité.
Que fournir pour un devis ou une demande d’exemple
Si vous cherchez une seconde source pour un fil ou un ruban épais existant, commencez par fournir le modèle ou la fiche technique du produit actuel, le matériau, le diamètre du fil ou la largeur × l’épaisseur du ruban. Si disponible, vous pouvez également fournir le type de dispositif ou de module, la métallisation supérieure, l’outil de liaison/coin, ainsi que le problème que vous souhaitez traiter.
Pour un projet NPI, la discussion peut commencer avec toute structure de paquet, matériau ou exigence dimensionnelle confirmée. Même si la spécification complète n’a pas encore été finalisée, la correspondance des produits candidats peut commencer en premier, avec des exigences techniques ajoutées progressivement au fur et à mesure de la validation.
FAQ
Peux-tu égaler notre spécification actuelle de fil épais / ruban ?
Oui. Pour un projet avec une base de production établie, des produits candidats étroitement correspondants peuvent d’abord être examinés par rapport à la fiche technique actuelle, au matériau et au diamètre/taille du ruban, puis vérifiés par une évaluation réelle de collage afin de déterminer s’ils sont adaptés comme seconde source.
Les paramètres de liaison changent-ils avec une nouvelle source seconde ?
Pas nécessairement, mais il ne faut pas supposer que les paramètres existants transmettent inchangés. Même avec des matériaux et des dimensions nominales similaires, les propriétés mécaniques, l’état de la surface et le comportement réel de liaison peuvent différer d’un produit à l’autre. Une évaluation réelle du collage est donc nécessaire pour confirmer si la fenêtre de procédé existante reste applicable.
La production peut-elle commencer après le collage de l’échantillon et le tirage/cisaillement ?
Une fiabilité supplémentaire, une évaluation par lots d’ingénierie, pilote ou multi-lots peut toujours être nécessaire selon le projet. Un test d’échantillon unique peut démontrer la performance initiale de collage de cet échantillon, mais il ne remplace pas une qualification complète du matériau.
Qu’est-ce qui change lors du passage de l’aluminium au cuivre ?
En plus du matériau conducteur lui-même, la métallisation de la surface, la surface de liaison, l’outil en coin, le procédé de collage et la fiabilité au niveau du boîtier doivent être reconfirmés. Un changement d’aluminium en cuivre est mieux évalué comme un changement d’interconnexion plutôt que comme une substitution directe de matériau de même taille.
Comment réduire le risque d’un lot à l’autre avec un nouveau fournisseur ?
La qualification ne doit pas se concentrer uniquement sur un seul échantillon. Pour les projets plus exigeants, une évaluation par lots d’ingénierie ou multi-lots peut être ajoutée avant l’approbation finale, avec des spécifications clés, des éléments d’acceptation et des exigences de matériaux et de qualité à contrôler à l’avance pendant la production.
L’évaluation peut-elle commencer avec des informations matérielles incomplètes ?
Oui. Commencez par toutes les informations disponibles, telles que le nom du matériau, les dimensions, le modèle du produit, les photos, les échantillons ou les informations sur le paquet. Une fois la plage candidate définie, les propriétés mécaniques, les conditions de collage et les exigences de validation peuvent être ajoutées selon les besoins du projet.
Commencez votre évaluation du fil épais / ruban
Que vous qualifiiez une seconde source pour un matériau existant ou que vous lanciez un nouveau module de puissance discret, un module de puissance IGBT ou un projet de module de puissance SiC, l’évaluation peut commencer avec les informations que vous possédez déjà.
Envoyez votre spécification actuelle de fil/ruban ou les exigences de base pour un nouveau projet. Nous pouvons d’abord aider à identifier les produits candidats et le périmètre de l’échantillon d’ingénierie avant de passer à l’évaluation ultérieure de la liaison et de la qualification.
Demande d’exemple d’ingénierie Soumettre la spécification actuelle