一、新能源汽車模塊封裝新技術(shù)-DTS技術(shù)

DTS技術(shù)由Heraeus提出的一種芯片頂部系統(tǒng)技術(shù)，以下基于賀利氏的一篇論文展開(kāi)，Aarief Syed-Khaja, "Material Solutions for High-reliability and High temperature Power Electronics".

模塊內(nèi)部采用的連接技術(shù)最常見(jiàn)的是焊接和鋁線互連，通常使用的鋁線線徑在100um~500um，而這些在150℃以上時(shí)，這些的可靠性就有了局限性。這也是很多應(yīng)用要求模塊封裝技術(shù)不斷推陳出新的因素之一，比如新能源汽車。

隨著運(yùn)行溫度和可靠性要求的提升，在車規(guī)模塊中采用銅線代替鋁線，但銅線直接鍵合到傳統(tǒng)的芯片金屬化會(huì)導(dǎo)致一些損傷和缺陷，這一點(diǎn)在我們之間聊丹佛斯DBB技術(shù)時(shí)提到過(guò)。從而賀利氏推出的DTS技術(shù)有效地解決了硬銅線綁定的一些顧慮，下面是DTS的橫截面圖，

它包含了在銅片上的預(yù)涂銀層，來(lái)保護(hù)芯片免受相對(duì)于鋁綁定線而言更高的鍵合力。同時(shí)，它將芯片電流產(chǎn)生的熱量均勻地分布到整個(gè)芯片表面，降低芯片局部溫度峰值，改善了電熱性能。

傳統(tǒng)焊料的熔點(diǎn)在220℃~240℃之間，在較高的運(yùn)行溫度下會(huì)出現(xiàn)過(guò)早的失效，特別是碳化硅此類的寬禁帶半導(dǎo)體的應(yīng)用中。而銀的熔點(diǎn)在962℃左右，非常薄的銀層（如20um或30um）作為粘合層，能夠滿足高溫要求。同時(shí)銀的高熱導(dǎo)率200W/mK，具有較低的熱阻。

2.DTS

DTS是銅箔帶有預(yù)涂銀膏的組合，主要適用于單面水冷設(shè)計(jì)，其中芯片的熱量也可以有效的從芯片頂部耗散。DTS交付時(shí)是保存在8英寸的框架中，易于處理和存儲(chǔ)，銅箔厚度為50um，預(yù)印的銀膏為40um。

使用DTS技術(shù)的模塊制造和傳統(tǒng)燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程相似，在基板上放置芯片，取出DTS熱放在芯片表面，可以將模塊內(nèi)部所有芯片放置完成之后再放置DTS，或者芯片和DTS交替放置，根據(jù)實(shí)際需求選擇。DTS和芯片同時(shí)燒結(jié)。

1.//燒結(jié)參數(shù)

燒結(jié)機(jī)和工藝參數(shù)主要決定了燒結(jié)質(zhì)量。主要參數(shù)為時(shí)間、壓力和溫度。燒結(jié)質(zhì)量也受到組件上的壓力分布、組件的高度、表面污染和工藝氣氛的影響。通過(guò)燒結(jié)接頭的孔隙度來(lái)評(píng)價(jià)其質(zhì)量。對(duì)于帶有SMD組件的模塊，如ntc和墊片，應(yīng)使用適當(dāng)?shù)母叨妊a(bǔ)償支撐材料。

2.//線鍵合

傳統(tǒng)的半導(dǎo)體芯片采用了標(biāo)準(zhǔn)的鋁金屬化技術(shù)。銅線結(jié)合在鋁金屬化上是不可能的，需要一個(gè)兼容的厚銅金屬化。為了粘合一根直徑為300μm的銅線，需要至少40μm的高質(zhì)量銅金屬化，以不損害芯片的活性表面。傳統(tǒng)的濕鍍銅還不可能，但仍在研究階段，以高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。DTS技術(shù)可以很好地解決這一問(wèn)題，能夠滿足500um的粗銅線。

三、DTS系統(tǒng)可靠性

DTS系統(tǒng)與銀燒結(jié)結(jié)合應(yīng)用對(duì)其可靠性有巨大的影響。僅用銀燒結(jié)劑代替焊料，用DTS燒結(jié)和銅線代替頂部鋁線，在極端條件下，結(jié)溫度至少降低了10K，壽命至少增加了10倍。

燒結(jié)質(zhì)量對(duì)模塊的可靠性有重要影響，DTS的設(shè)計(jì)是為了使設(shè)備能夠一步燒結(jié)，并避免額外的膏印和檢查步驟。器件的兩步燒結(jié)過(guò)程，即芯片燒結(jié)后再進(jìn)行DTS燒結(jié)，可能會(huì)在芯片頂部帶來(lái)粘附問(wèn)題，導(dǎo)致燒結(jié)質(zhì)量差。在不可避免的兩步燒結(jié)的情況下，建議在放置DTS前進(jìn)行等離子體清潔步驟。

四、新能源芯片封裝清洗：

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長(zhǎng)期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長(zhǎng)枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤(rùn)濕劑、樹(shù)脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來(lái)而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹(shù)脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開(kāi)路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國(guó)外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國(guó)產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。

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