三代半

第三代半导体封装用环氧模塑料

第三代半导体封装用环氧模塑料

衡所华威解决方案

 

衡所华威电子有限公司是国内从事电子封装材料与特殊粘接材料研发、生产和销售的龙头企业。1983年进入环氧模塑料(EMC)行业以来,始终秉持“精益求精、品质卓越,为客户创造价值的服务理念,紧跟电子封测行业发展潮流,深耕电子封装和粘接材料领域践行振兴民族封装材料的使命。2005年公司将全球EMC业务整合到Hysol品牌下,2021年成立韩国全资子公司Hysolem,实现研发与生产基地国际化布局,形成覆盖功率器件、SOIC、DFN/QFN、BGA/LGA、CSP及FoWLP等先进封装用全系列产品家族,广泛应用于消费电子、家用电器、工业和汽车电子等多个领域。公司多款产品在国内外众多细分应用领域处于领先地位,全球首创且唯一生产酸酐固化体系EMC、全球小信号封装应用领域市场占有率第一。公司是国内唯一具备大规模供应车规级封装、第三代半导体及智能模块(IPM)等封装应用领域的EMC制造企业。公司销售网络覆盖全球重点封测市场,产销量规模行业排名全球第三、中国第一

 

1964年Hysol首次商业化生产TO92注塑工艺封装用环氧模塑料以来,在功率器件封装领域持续深耕,在高压功率器件封装材料的开发与商业化方面成果丰硕,长期为全球前十大功率器件封测企业供应环氧模塑料。得益于酸酐固化体系专利技术,公司先后于2013年、2015年和Cree、Fastech联合开发封装SiC/GaN芯片的酸酐类高Tg环氧模塑料,通过车规级电性能考核,并成功实现量产。

 

衡所华威技术团队充分吸收和传承Hysol在功率器件应用领域的宝贵经验,长期坚持探索针对SiC/GaN芯片对EMC介电强度、CTI、耐温等性能方面苛刻要求的新式解决方案。自2018年起,公司与国内外多家芯片设计公司和功率器件封测头部企业联合开发新一代非酸酐固化体系的高Tg环氧模塑料GR750系列,旨在重点解决现有酸酐体系EMC吸水率较高的问题。经深入研究和评价多官能团树脂、萘系树脂和双马来酰亚胺树脂、苯并噁嗪树脂、氰酸酯树脂等改性或共聚类树脂体系的综合性能表现,技术团队采用了特殊骨架树脂,新颖原材料预处理方式,以及精细化制造工艺流程设计,使得GR750系列具备高Tg、高粘接力、低膨胀系数、低模量及低吸水率等诸多优点(见表一)。

 

表一 GR750系列关键性能指标

项目

GR750X1

GR750X2

模量 @DMA

MPa @RT

23,500

24,900

MPa @175℃

17,200

17,400

MPa @260℃

2,800

2,040

Tg @DMA

℃ @Peak of LM

221

193

℃ @Peak of Tanδ

236

204

Tg @TMA

207

180

CTE 1/CTE 2

ppm/k

6/14

8/33

抗弯模量,室温

MPa

20,000

20,000

吸水率 @PCT24hrs

%

0.36

0.28

粘接力 MSL3@Cu

N

400

400

 

GR750系列产品已在多家知名封测企业通过考核并实现量产(部分可靠性项目参考表二):在HN客户的TO263上,通过MSL1考核并量产;在IN客户的TO247产品上,GR750高温电性能表现最为优秀;在CE客户的车规级SSC/DSC封装上,分层表现优于日系竞品;在ZB客户的1700V 镀Ni框架SOT227上,通过考核并量产;HZLM车规品成功量产并持续供货中。诸多成功案例充分证明GR750系列性能可靠、品质优越。

 

表二 可靠性考核项目及条件

项目

条件

HTRB

175/200°C 80%VR

1000hrs

TCT

 -65/-55/-40~150/175°C

1000cycles

PCT

121°C 100%RH

96hrs

bHAST

130°C 85%RH 80%VR

96hrs

H3TRB

85°C 85%RH 80%VR

1000hrs

HTGB

175/200°C Vgs

1000hrs

 

GR750封装SiC/GaN芯片可应用于单管(TO220/247、T-PAK、TO252/263/TOLL)、半模块(SOT227)、模块(SSC/DSC/DCM/IPM)等系列,耐压级别可覆盖650/1200/1700/2000V,当前第三代半导体器件封装主流框架材质为Cu/Ag/Ni,固晶材料从锡材逐渐转为烧结银和半烧结银,内部连接从引线逐渐转为Clip方式,部分封装设计带有绝缘陶瓷片。GR750系列与多样化封装结构材料均表现出良好的兼容性。

 

因环氧模塑料在机械性能和电气性能等方面的突出优点,液态灌封模组逐渐开始使用环氧模塑料封装工艺。公司将持续加大投入,继续开发针对超高压(2200V/30KW以上)模块模组类封装应用的环氧模塑料产品随着第三代半导体材料的性能及成本优势不断提升,环氧模塑料有望在电动汽车、新能源及储能行业、轨道交通及电动垂直起降飞行器等应用领域取得更广泛的应用。

 

衡所华威电子有限公司始终坚持不断创新、勇于突破,致力于凝聚封装产业链力量、携手行业伙伴,在高压超高压功率器件多场景应用领域,继续提供可靠、经济的多样化环氧模塑料解决方案


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