Dentro da gama mais ampla de materiais de ligação de matriz para embalagem da Chalco, a Henan Chalco fornece fios de ligação de alumínio/liga de alumínio pesados, fita de alumínio, fio de cobre pesado e fita de cobre para interconexões de alta corrente no topside em IGBT, MOSFET de potência, dispositivos de energia SiC e módulos de potência.
A correspondência de produtos pode começar a partir da especificação atual de fio/fita de colagem ou dos requisitos de um novo projeto, com dados técnicos e suporte de amostras de engenharia fornecidos de acordo com a etapa do projeto.
Fio Al Pesado |Fita Al | Fio Amb Pesado | Fita
Interconexões de Ligação Superior em Empacotamento de Semicondutores de Potência
Em dispositivos de potência como IGBTs, MOSFETs de potência e dispositivos SiC, o eletrodo de potência do topo do chip deve ser conectado eletricamente a áreas condutoras de substrato, eletrodos de encapsulamento ou terminais de módulo. Fios de ligação pesados e fitas de ligação formam essa interconexão superior por meio de ligação em cunha e transportam corrente dentro do dispositivo de potência.
Dado de Energia
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Eletrodo de Metalização / Potência na Parte Superior
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Fio de Adesão Pesado / Fita de Adesão
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Metalização do Substrato / Eletrodo / Terminal do Módulo
Em pacotes de energia discretos, fios de ligação pesados ou fitas podem conectar o chip a estruturas condutoras de encapsulamento. Em módulos de potência multi-die, múltiplas interconexões internas podem ser formadas entre os dies, áreas condutoras do substrato e terminais do módulo de acordo com o layout do módulo. O esquema de conexão, número de interconexões e seção transversal dos condutores dependem da estrutura real do dispositivo e do projeto do módulo.
Interconexões de fio pesado e fita superior para semicondutores de potência são distintas de outras arquiteturas de interconexão de empacotamento de CIs. Dependendo do design do encapsulamento, estruturas de CI e empacotamento avançadas também podem usar ligação de fios finos ou interconexões de pilares de cobre , em vez das rotas de ligação em cunha de fios pesados/fitas discutidas nesta página.
Fio e fita de ligação pesada para dispositivos de energia
Para a colagem de fios pesados e cunha em fita, a Henan Chalco oferece duas principais vias de materiais, alumínio e cobre, tanto em fios de união redondos quanto em fitas retangulares. Materiais específicos, dimensões e especificações de fornecimento são confirmados de acordo com os requisitos do produto e as condições do projeto.
Fio de Ligação Pesada de Alumínio e Liga de Alumínio Para ligação em cunha de fio pesado à base de alumínio. O sistema de material, diâmetro do fio, propriedades mecânicas e especificação da fonte podem ser confirmados em relação aos requisitos atuais de fio ou embalagem.
Fita de Adesão de Alumínio Fita retangular de colagem à base de alumínio. Largura, espessura, formato do carretel e requisitos relacionados de colagem podem ser confirmados para o projeto.
Fio de Cobre Pesado Para colagem de cunha de arame pesado à base de cobre. Material de cobre, diâmetro do fio, propriedades mecânicas e especificação de fornecimento podem ser confirmados de acordo com o projeto.
Fita de Cobre para Adesão Fita retangular de colagem à base de cobre. Largura, espessura, formato do carretel e requisitos técnicos relacionados podem ser confirmados para o projeto.
Aplicações típicas de interconexão em empacotamento de semicondutores de potência
Dispositivos e módulos de energia diferem em área de ligação, número de interconexões, disposição da interconexão e condições de confiabilidade. Portanto, o material e o tamanho pesados de fios/fitas precisam ser selecionados de acordo com a estrutura real do pacote.
Dispositivos Discretos de Energia
Usado para interconexões de energia entre o eletrodo do topo do die e estruturas condutoras de encapsulamento em MOSFETs de potência, IGBTs, MOSFETs SiC e outros dispositivos de potência discretos. Considerações-chave incluem seção transversal do condutor, área de ligação e layout de conexão dentro de espaço limitado de pacote.
Área de Garantia | Seção Transversal | Liberação de Pacotes
Módulos de Energia IGBT
Módulos multi-die normalmente requerem múltiplas interconexões de energia entre os dies, áreas condutoras do substrato e terminais do módulo. A forma do material e do condutor deve ser avaliada juntamente com o caminho de corrente, número de interconexões paralelas e layout do módulo.
Caminho Atual | Interconexões Paralelas | Disposição do Módulo
SiC Módulos de Potência
Projetos de módulos SiC exigem avaliação combinada dos requisitos de metalização da parte superior, estrutura de interconexão, processo de ligação e confiabilidade do ciclo de dados. O tipo de dispositivo sozinho não determina se alumínio/cobre ou fio/fita deve ser utilizado.
Metalização | Geometria de Interconexão | Requisitos de Ciclagem
Como Selecionar uma Interconexão Superior para Semicondutores de Potência
A seleção da interconexão superior para semicondutores de potência não deve ser reduzida a duas perguntas separadas: "Fio Pesado ou Fita?" e "Alumínio ou Cobre?" Uma abordagem mais eficaz é estabelecer primeiro o pacote existente e a linha base do processo, depois restringir as rotas candidatas por material, geometria do condutor, interface de ligação e objetivo do projeto.
O tipo de dispositivo ajuda a definir o escopo da aplicação, mas não pode determinar o material ou a rota do condutor por si só. O objetivo da etapa de seleção não é fixar imediatamente um material final, mas identificar rotas candidatas que valem a pena ser levadas ao processo e validação da confiabilidade.
Comece com o Pacote Existente e a Linha Base do Processo
Para um programa de produção estabelecido, o material atual, as dimensões, o layout do encapsulamento e o processo de colagem formam uma base importante para a seleção. Para um novo projeto, primeiro defina a corrente alvo, a área de ligação disponível, a metalização superior e o equipamento de colagem pretendido.
| Confere | Principais Considerações |
| Material e Tamanho Atuais | Alumínio / Cobre, Fio / Fita, diâmetro ou largura × espessura do fio |
| Estrutura de Interconexão | Seção transversal necessária, área de ligação, número de interconexões e disposição do módulo |
| Interface de Ligação | Metalização do topo e área de ligação disponível |
| Processo Existente | Bonder, ferramenta de cunha e linha de base de processo estabelecida |
| Objetivo do Projeto | Segunda Fonte, substituição de suprimentos, NPI ou redesenho de interconexão |
Fio Pesado vs. Fita de Adesão: Geometria de Interconexão
Em uma comparação entre fio pesado e fita de colagem, a geometria do condutor é a primeira distinção: o fio pesado tem seção transversal arredondada e é dimensionado principalmente pelo diâmetro do fio, enquanto a fita de ligação tem uma seção transversal retangular definida pela largura e espessura. A diferença não é apenas geométrica; ela também afeta a pegada da ligação, o layout da interconexão, o uso do espaço e as condições de ferramenta/alimentação.
| Fator de Avaliação | Fio Pesado | Fita de Adesão |
| Definição de Seção Transversal | Diâmetro do fio | Largura × Espessura |
| Pegada de Obrigação | Determinado pelo diâmetro do fio e pela geometria da ligação | Influenciado pela largura, espessura e geometria da ligação da fita |
| Layout | Adequado para avaliação contínua dos layouts existentes de interconexão multi-fio | Pode ser avaliado para projetos que exigem um layout de interconexão em fita redesenhado |
| Mudança de Processo | Para uma segunda fonte, a forma de fio existente pode ser mantida primeiro | Para mudanças no Wire → Ribbon, reconfirme a ferramenta, alimentação e layout |
Portanto, a fita de colagem não deve ser tratada como uma atualização automática em relação ao fio pesado simplesmente porque possui seção transversal diferente ou pode fornecer uma seção maior do condutor. A comparação relevante é a seção transversal real, número de interconexões, área de ligação, layout do encapsulamento e condições de processo existentes.
Alumínio vs. Cobre: Então compare as rotas dos materiais
Embora o encapsulamento mais amplo de semicondutores possa envolver a comparação de fios de ligação de ouro, prata, cobre e alumínio, a seleção de fios pesados/fitas superiores para dispositivos de potência nesta página foca principalmente nas rotas de alumínio e cobre. Fios/fitas pesadas à base de alumínio é uma rota madura de ligação em cunha para dispositivos de energia. Para programas de produção estáveis e estabelecidos baseados em alumínio, projetos de segunda fonte ou continuidade de fornecimento geralmente são melhores para começar com produtos candidatos próximos ao sistema e dimensões atuais do material, ajudando a evitar variáveis de validação desnecessárias causadas por uma mudança no sistema material.
Para projetos que avaliam interconexões à base de cobre, fios/fitas pesadas de cobre podem ser consideradas como rotas candidatas, mas a mudança do material deve ser revisada juntamente com a metalização do topo, área de ligação, propriedades mecânicas do material e as condições existentes de colagem em cunha. No mesmo comprimento e área de seção transversal, o cobre tem menor resistividade elétrica, mas se essa propriedade do material se traduz em benefício em nível de módulo ainda depende da especificação real do condutor, interface de ligação e design do encapsulamento.
| Rota de Alumínio | Rota do Cobre |
| Rota madura de ligação em cunha de dispositivos de potência | Pode ser avaliado para objetivos de projeto, como menor resistência de condutor |
| Para projetos existentes de alumínio, a rota atual de materiais pode ser mantida primeiro | Geralmente envolve mais mudanças no material e no processo |
| Condição do material, superfície e consistência dimensional ainda precisam de confirmação | As principais verificações incluem metalização, carga de ligação e compatibilidade ferramenta/processo |
A transição do alumínio para o cobre deve, portanto, ser tratada como uma mudança de sistema de interconexão , e não como uma substituição direta de condutores do mesmo tamanho.
Segunda Fonte vs. NPI: Pontos de Partida Diferentes
Processo Existente / Segunda Fonte
O objetivo principal é preservar a linha de base validada do pacote/processo o máximo possível. Comece pelo material atual, dimensões, propriedades mecânicas e formulário de fornecimento, faça a triagem de produtos candidatos que estejam bem correspondidos e depois prossiga para a validação do processo e da qualificação.
Nova Plataforma / NPI
Se o material e a estrutura de interconexão ainda não foram travados, alumínio/cobre, fio/fita pesada, área de ligação, metalização superior e layout do pacote podem ser avaliados juntos para identificar rotas candidatas mais adequadas às condições elétricas, de embalagem e de fabricação alvo.
O SiC não requer automaticamente cobre, e a fita não é automaticamente superior ao fio pesado. O resultado da etapa de seleção deve ser uma rota candidata pronta para a próxima etapa de validação, e não uma classificação de material feita independentemente do pacote e processo reais.
Verifique a Compatibilidade do Processo Antes de Trocar o Material de Ligação
Após selecionar um material candidato a fio pesado ou fita de adesão, sua compatibilidade com o processo de colagem em cunha já existente ainda precisa ser confirmada. Sistemas de materiais semelhantes ou dimensões nominais não significam que os equipamentos, ferramentas e parâmetros de processo existentes possam ser mantidos sem validação.
Mudanças no material, diâmetro do fio ou seção transversal da fita, propriedades mecânicas ou condição da superfície podem afetar a alimentação, a deformação da ligação, a formação da interface e a estabilidade da janela do processo. Projetos que envolvem mudanças maiores, como alumínio para cobre ou fio para fita, geralmente exigem mais condições para serem confirmadas.
| Confere | O que confirmar |
| Bonder & Tool | Se o colador existente suporta o fio/fita alvo, e se a cunha, o cortador e o sistema de alimentação correspondem ao material e tamanho |
| Interface de Ligação | Se a metalização do topo do chip, área de ligação, estrutura subjacente e a interface de conexão na outra extremidade são compatíveis com o material candidato |
| Janela de Processo | Se a receita existente continua aplicável e se a força de ligação, a energia ultrassônica e a deformação da ligação precisam ser ajustadas |
| Alimentação e Manuseio | Se o carretel, o enrolamento e o desenrolamento são estáveis, e se as condições de armazenamento, desembalagem e uso atendem aos requisitos do processo |
Para fios/fitas pesadas à base de cobre, a carga de colagem, a metalização da parte superior, a compatibilidade da ferramenta e a janela de processo também devem ser revisadas em conjunto com as propriedades mecânicas do material. Não se deve assumir que parâmetros existentes de fio de alumínio sejam transferidos diretamente.
Força de aderência, energia ultrassônica e outras condições do processo precisam ser avaliadas para o material específico, equipamento e interface de ligação, e depois verificadas por meio de testes reais de ligação e DOE para estabelecer uma janela de processo estável.
Qualidade inicial de ligação não equivale à confiabilidade de interconexão de longo prazo
Para interconexões superiores de semicondutores de potência, a aparência aceitável da ligação e os resultados de puxão ou cisalhamento ajudam a avaliar a qualidade inicial da ligação, mas eles não demonstram sozinhos a confiabilidade de longo prazo do fio/fita sob condições operacionais.
Durante o ciclo de energia, mudanças de carga causam repetidas variações de temperatura na junção em IGBTs, MOSFETs, dispositivos SiC e outros dispositivos de energia. Durante o ciclo térmico, mudanças externas de temperatura também submetem o fio/fita de ligação, interfaces de ligação e materiais adjacentes a estresse termomecânico cíclico.
Ciclagem Repetida de Temperatura
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Tensão termomecânica
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Interconexão & Fadiga de Vínculo
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Rachadura no calcanhar / Levantamento do fio / Degradação da interface
Após a troca de fios pesados, fitas de ligação ou do sistema de material, a validação precisa se estender além da qualidade inicial da ligação para a confiabilidade em nível de pacote.
| Nível de validação | Pergunta Principal |
| Qualidade inicial do título | A geometria da ligação e a interface atendem aos requisitos do processo? |
| Teste de Ligação Mecânica | Os testes de pull/shear e relacionados atendem aos requisitos mecânicos iniciais do projeto? |
| Confiabilidade em Nível de Pacote | A interconexão permanece estável sob as condições de ciclo térmico/de energia definidas pelo projeto? |
Rachadura no calcanhar, levantamento do fio e degradação da interface de ligação estão entre os modos de falha que precisam ser considerados em interconexões de fio de energia/fita. Quando o material, forma do condutor ou interface de ligação muda, o efeito dessas mudanças na confiabilidade do ciclo também precisa ser reavaliado.
Portanto, a confiabilidade não pode ser determinada apenas pelas propriedades do material base do alumínio ou cobre. A confiabilidade final da interconexão também depende da especificação do condutor, interface de ligação, estrutura do encapsulamento, processo de ligação e das condições reais de operação e validação.
De Amostras de Engenharia à Qualificação de Materiais
Uma vez identificado um fio pesado ou fita de ligação candidato, ele deve ser validado passo a passo sob as condições reais do encapsulamento e da ligação, em vez de ser substituído diretamente pelo material atual. Programas de segunda fonte e NPI podem ter requisitos diferentes, mas ambos geralmente podem seguir o seguinte caminho:
1. Revisão Atual das Especificações
Revise os requisitos atuais do material ou do novo projeto e faça uma análise de especificações de candidatos a fio/fita que estejam bem alinhadas.
2. Amostra de Engenharia
Prepare amostras de engenharia para avaliação de bonding usando o bonder real, a ferramenta de cunha e as condições do embalagem.
3. Validação de Processos e Confiabilidade
Confirme a janela de processo, a qualidade da ligação, os testes mecânicos e quaisquer itens necessários de ciclos térmicos/de energia ou outros itens de confiabilidade de acordo com os requisitos do projeto.
4. Avaliação do Piloto / Multi-Lote
Se o plano de qualificação do cliente incluir lotes de engenharia, lotes piloto ou avaliação multi-lote, a adequação à produção e a consistência de lote a lote podem ser avaliadas adicionalmente de acordo com os requisitos do projeto.
5. Qualificação do Cliente
Conclua a aprovação final do material de acordo com os requisitos internos de engenharia, qualidade e qualificação de fornecedores do cliente antes de passar para o fornecimento de produção subsequente.
Suporte ao Projeto: Correspondência Atual de Especificações | Avaliação do Produto Candidato | Dados Técnicos | Exemplos de Engenharia
Para projetos de segunda fonte ou NPI, a Henan Chalco pode selecionar produtos candidatos com base na especificação atual do material ou nas condições confirmadas da embalagem e confirmar o escopo dos dados técnicos disponíveis e das amostras de engenharia. Itens específicos de teste, critérios de aceitação e procedimentos de qualificação estão sujeitos aos requisitos do cliente, do dispositivo, do pacote e do sistema de qualidade.
O que fornecer para um orçamento ou solicitação de exemplo
Se você está procurando uma segunda fonte para um fio/fita pesada existente, comece fornecendo o modelo ou ficha técnica atual, material, diâmetro ou largura × espessura do fio. Se disponível, você também pode fornecer o tipo de dispositivo ou módulo, metalização superior, ferramenta de adesão/cunha e a questão que deseja resolver.
Para um projeto NPI, a discussão pode começar com qualquer estrutura de embalagem, material ou requisito dimensional confirmado. Mesmo que a especificação completa ainda não tenha sido finalizada, a correspondência de produtos candidatos pode começar primeiro, com requisitos técnicos adicionados progressivamente conforme a validação avança.
Perguntas frequentes
Você consegue igualar nossa especificação atual de fio pesado / fita?
Sim. Para um projeto com uma linha de produção estabelecida, produtos candidatos bem alinhados podem primeiro ser avaliados com base na folha de dados atual, material e diâmetro/tamanho do fio, e depois verificados por meio de avaliação real de colagem para determinar se são adequados como segunda fonte.
Os parâmetros de ligação mudam com uma nova segunda fonte?
Não necessariamente, mas não se deve assumir que os parâmetros existentes transferem inalterados. Mesmo com materiais e dimensões nominais semelhantes, propriedades mecânicas, condição da superfície e comportamento real de ligação podem diferir entre os produtos. Portanto, é necessária uma avaliação real da colagem para confirmar se a janela de processo existente permanece aplicável.
A produção pode começar após a colagem da amostra e o pull/shear?
Ainda pode ser necessário mais confiabilidade, avaliação por lote de engenharia, lote-piloto ou multi-lote, dependendo do projeto. Um teste de amostra única pode demonstrar o desempenho inicial de ligação dessa amostra, mas não substitui uma qualificação completa do material.
O que muda ao passar do alumínio para o cobre?
Além do próprio material condutor, a metalização do lado superior, área de ligação, ferramenta em cunha, processo de colagem e confiabilidade em nível de pacote precisam ser reconfirmados. Uma mudança de alumínio para cobre é melhor avaliada como uma mudança de interconexão do sistema, do que como uma substituição direta de material do mesmo tamanho.
Como o risco de lote a lote pode ser reduzido com um novo fornecedor?
A qualificação não deve focar apenas em uma única amostra. Para projetos mais exigentes, a avaliação por lotes de engenharia ou múltiplos lotes pode ser adicionada antes da aprovação final, com especificações-chave, itens de aceitação e os requisitos de material e qualidade a serem controlados durante a produção previamente definidos.
A avaliação pode começar com informações materiais incompletas?
Sim. Comece com as informações disponíveis, como nome do material, dimensões, modelo do produto, fotos, amostras ou informações sobre embalagem. Uma vez definida a faixa de candidatos, propriedades mecânicas, condições de colagem e requisitos de validação podem ser adicionados conforme necessário para o projeto.
Comece a Avaliação do Fio Pesado / Fita
Seja qualificando uma segunda fonte para um material existente ou iniciando um novo projeto de módulo de potência discreto, módulo de potência IGBT ou módulo de potência SiC, a avaliação pode começar com as informações que você já possui.
Envie sua especificação atual de fio/fita ou os requisitos básicos para um novo projeto. Podemos primeiro ajudar a identificar os produtos candidatos e o escopo da amostra de engenharia antes de avançar para a avaliação subsequente de bonding e qualificação.