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尊龙凯时科技 ? 6477 Tags:粗铝线键合金线键合铝包铜线键合

IGBT芯片与芯片的电极端子间,IGBT芯片电极端子与二极管芯片间,芯片电极端子与绝缘衬板间一样平常通过引线键合手艺举行电气毗连 。通过键合线使芯片间组成互连,形成回路 。引线键合是IGBT功率器件内部实现电气互连的主要方法之一 。随着制造工艺的快速生长,许多金属键合线被普遍的应用到IGBT功率?榛チ忠罩 。现在,常用的键合线有铝线、金线、银线、铜线、铝带、铜片和铝包铜线等 。表1是引线键合手艺中常用质料的性能 。

表1 引线键合工艺中常用键合线的质料属性

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1. 铝线键合

铝线键合是现在工业上应用最普遍的一种芯片互连手艺,铝线键合手艺工艺十分成熟,且价钱低廉 。铝线凭证直径的差别分为细锡线和粗铝线两种,直径小于100um的铝线被称为细铝线,直径大于100um小于500um的铝线被称为粗铝线 。粗铝线键合实物如图1所示 。

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图1  粗铝线键合实物图

 粗铝线的载流能力比细铝线强,直径为500um的粗铝线可遭受直流约为23A的电流 。铝的热膨胀系数为23×10-6K-1,与硅芯片的热膨胀系数相差较大,在长时间的功率循环历程中会在封装体内积累热量,使?槲露壬,爆发并积累热应力 。很容易使键合引线断裂或键合接触外貌脱落,最终导致?榈恼迨 。在通流能力要求较高的情形下,引线的数目过于重大,会造成键合接触外貌爆发裂纹 。

为了提高键合引线的载流能力,铝带键合手艺逐步生长起来,图2所示为铝带链合实物图 。相比于铝线键合,铝带的横截面积大,可靠性高,不但提高了整体的通流能力,阻止由于髙频事情时造成的集肤效应,并且尚有用地减小了封装体的厚度 。外貌积较大,散热效果也比铝线要好 。铝带键合由于导电性能好,寄生电感小,在频率高,电流大的事情情形下应用较为普遍,其弱点是不可大角度弯曲 。

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图2 铝带键合实物图

2. 铜线键合

由表1可知,铜线比铝线的电阻率低,导电性能好,热导率比铝线高,散热性能好 。现在功率?榇蠖嘧非笮√寤⒏吖β拭芏群涂焐⑷,铜线键合手艺获得了普遍的应用 。图3所示为铜线键合实物和铜带键合实物 。

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图3 铜质料键合实物图

铜线的通流能力强,直径400um的铜线可以遭受直流约32.5A的电流,比铝线的载流能力提高了71% 。铜线键合手艺的弱点也十明确显 。由于芯片外貌多为铝合金,铜线在键合前需要在芯片外貌举行电银或者沉积,不但增添了本钱,并且增添了在生产历程中庞洪水平 。铜质料的热膨胀系数较大,与芯片不匹配,在功率循环事情条件下,爆发的热应力累积,容易使键合引线脱落或芯片外貌爆发裂痕 。

3. 铝包铜线键合

综合思量铝线与铜线的优弱点,研发职员研制了一种新型键合线,在铜线外层包裹一层厚度约为25~35um的铝 。铝包铜线如图4所示,由于其外貌为铝质料,在键适时不需要事先对芯片外貌举行化学电镀处置惩罚,提高了系统的可靠性 。铝包铜线的导电性能和导热性能均比铝线要好,增添了键合引线的可靠性,提高了IGBT功率?榈氖褂檬倜 。

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图4 铝包铜线键合线 

4. 金线键合

线键合手艺主要应用在集成度较高的IC芯片封装中,金线的热导率较高,散热效果好,电阻率比铝线低,导电性强 。金线的膨胀系数为14.2×10-6K-1,为所有常用键合金属质料中最低的,与硅芯片的匹配性较其他键合质料要好 。但由于其价钱过于腾贵,限制了其在半导体封装中的普遍应用 。金线键合实物如图5所示 。

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图5 金线键合实物

5.银线键合
银键合线比金电阻率低,热导率高,故无论从导电性照旧散热性都较量好,且其价钱也相对较为自制 。银线的热膨胀系数较高,键合可靠性问题是需要着重思量的 。

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图6 银线键合实物图

综上所述,差别质料的键合引线,其主要应用领域差别,均有一定水平的优弱点 。线键合会有较大的寄生电感,多跟线键适时会有相近效应和电流分派不均等问题 。带键合虽然可有用地阻止上述问题,但工艺难度增添,响应的增添制造本钱 。另外由于键合质料热膨胀系数不匹配引起的热应力积累,最终会影响功率器件的可靠性问题 。因此在选择键合引线时需要综合思量工艺、功率器件可靠性和本钱等方面 。

IGBT功率器件洗濯

为应对能源 ;蜕樾味窕任侍,天下各国均在鼎力大举生长新能源汽车、高压直流输电等新兴应用,增进了大功率电力电子变流装置的普遍应用 。大功率变流装置的可靠性对这些应用而言十分主要 。装置的可靠性与其焦点器件IGBT亲近相关 。

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