Die Top系统 (DTS®)

由于功率密度的不断提升,加上更高操作温度和对可靠性的更高需求,封装材料已经被带到其性能的临界边缘。全新贺利氏Die Top系统能够组合使用铜线与烧结技术。显著提高了芯片连接的电、热和可靠性等性能,进而影响整个模块的性能。另外,它能使得工艺简捷、良率改善,并带来全新的封装解决方案快速进入市场。

Die Top 系统
图片:基板布局由Fraunhofer IISB提供

电力电子半导体设备正面临重大的技术挑战。随着功率密度的不断增长,这需要封装材料能够在比过去高得多的温度(高达200 ℃)状态下依然保持稳定性与可靠性。同时,需具备应对更高主动及被动的温度循环的能力。对于汽车领域应用的寿命至少为15年,但相比25年的风力发电应用和能持续工作30-40年甚至更久的牵引应用其寿命仍然较短。

为了保持在极端温度下的可靠性和坚固性,包装和接合技术需要卓著推进:与键合铜丝和芯片的接合难题是可以解决的,因为铜可以确保均匀的热力分布,可以承受比铝高得多的温度,是迄今为止较为可靠的材质。但是,这种配置在工艺上通常比较困难,由于使用硬铜材料,芯片材料易于破碎。

贺利氏全新Die Top系统能够轻松解决这些问题。芯片和铜线之间的薄铜层为在键合工艺中的芯片提供保护。其能够在没有浆料印刷和复杂芯片固定工艺前提下,简单处理,提高性能和产率。Die Top系统是一个单一组件 ,它由一片铜箔构成:

  • 上层用于键合的功能表面
  • 适用 mAgic® 烧结浆料和Die Fixation 系统 下层

可匹配贺利氏PowerCu Soft和CucorAl键合线 (铜线和镀铝粗铜线)。

贺利氏能够在Die Top系统中让所有材料完全彼此匹配。在我们的应用中心,我们直接测试并调试材料之间所有的界面,最大优化系统性能和可靠性。

作为一名合格的合作伙伴,我们以优质方案帮助顾客加速开发进程,节约成本和时间。

Die Top系统显著提升芯片连接的电、热和可靠性的性能,进而改善整个模块的性能。这是世界上唯一的结合铜箔功能性表面和芯片固定系统的技术,贺利氏为顾客带来独一无二的解决方案。

选择Die Top系统优势:

  • 相比铝线,目前芯片电流承载能力增幅50%以上
  • 相比铝线芯片焊接,可靠性增长10倍以上
  • 以相同的功率在同样的尺寸或收缩芯片,输出更大功率,对应性能等级带来更少的组件成本
  • 整个芯片温度均匀分布,热点更少
  • 兼容高温半导体,能够在诸如200℃温度接合
  • 易于处理:Die Top系统设计为一种单一组件,具有配套功能表面,用于烧结和键合。独特的Die Fixation系统兼容烧结和键合工艺。
  • 简单取放流程,作为半导体芯片本身以晶圆框架递送
  • 较其他方案,键合区面积更大
  • 有效印刷工艺,较少烧结银浆浪费
  • 复杂性降低,带来成本效益
  • 最大的灵活性:可根据芯片的几何尺寸进行客户化定制,由于灵活的键合线工艺,可适用于中等或者大批量规模的生产

选择贺利氏的优势:

  • 针对应用甄选最佳解决方案,满足您的各种需求。
  • 基于独一无二的专业知识,我们能够将性能与可靠性最大化,甄选合适的系统配套材料,帮助您的产品更快地投入市场
  • 内部应用中心能对所有材料调整进行测试
  • 出色创新能力

Die Top系统在逆变电源上应用:

  • 汽车 - 动力传传动系H(EV)
  • 风力
  • 牵引
  • 能量转换
  • 海洋
  • 重型起重机
  • 其他,如农业、矿业

其他所有应用旨在:

  • 增加模块的载流能力
  • 或通过缩小芯片尺寸降低模块的成本。

单一组件Die Top系统可匹配贺利氏PowerCu软线(粗铜丝)或CucorAl线(镀铝粗铜丝) 。

键合基材:

芯材:铜、铜合金
功能表面(可选):银、金、钯
厚度:30 - 500µm
导热系数:180 – 390 W/mK
抗张强度 (Rm): 200 - 650 N/mm2
硬度 (HV):40 - 240

预适用银烧结层:

建议烧结压力:10-30 Mpa
建议烧结温度:230 - 280°C
导热系数:>150 W/mK
清洗:不需要

工艺参数取决于顾客设计。针对您的特定应用,提供最优化工艺。

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