พูดคุยเกี่ยวกับเทคโนโลยีชิปการเผาเซมิคอนดักเตอร์กำลัง

"เทคโนโลยี มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ภาคอุตสาหกรรมติดตามการพัฒนา และบริษัทมุ่งเน้นไปที่การใช้งานที่จำเป็นที่สุดในตลาด และเปลี่ยนการมุ่งเน้นการผลิตตามความต้องการของผู้บริโภค AMX ได้คิดค้นเครื่องมือเผาผนึกชนิดใหม่ Micro-Punch สำหรับการเผาผนึก ซึ่งสามารถกดแต่ละส่วนประกอบบนพื้นผิว ชิป ชิปได้อย่างอิสระด้วยแรงดันเฉพาะ (เทอร์มิสเตอร์ IGBT, MOSFET).

"

เทคโนโลยีมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ภาคอุตสาหกรรมเป็นไปตามการพัฒนา และบริษัทมุ่งเน้นไปที่การใช้งานที่จำเป็นที่สุดในตลาด และเปลี่ยนโฟกัสการผลิตตามความต้องการของผู้บริโภค AMX ได้คิดค้นเครื่องมือสำหรับการเผาผนึกรูปแบบใหม่ Micro-Punch สำหรับการกดเผาผนึก ซึ่งสามารถกดแต่ละส่วนประกอบบนพื้นผิว ชิป ชิปที่มีแรงดันเฉพาะ (thermistor, IGBT, MOSFET). จากข้อมูลของ AMX เครื่องมือ Micro-Punch รับประกันแรงกดที่สม่ำเสมอและขจัดปัญหาที่มีมูลค่าสูงต่อไปนี้: การแตกหักของแม่พิมพ์ การเอียง การหลุดล่อน และช่องว่าง เครื่องมือ Micro-Punch ไม่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับจำนวนหรือตำแหน่งของชิป สามารถปรับให้เข้ากับขนาดหรือการกำหนดค่า DBC ใดก็ได้ และสามารถกดแม่พิมพ์ที่บางที่สุดและเล็กที่สุดได้อย่างอิสระ แม้ว่าจะอยู่ใกล้กันมากก็ตาม

การเผาผนึกด้วยแรงดัน

การเผาผนึกด้วยแรงดันเงิน (Ag)/ทองแดง (Cu) (ดูรูปที่ 1) เป็นกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนที่ใช้กับวัสดุที่เป็นผง (เช่น อนุภาคนาโน) เพื่อให้มีความแข็งแรงสูง ความสมบูรณ์ และการนำไฟฟ้าที่สูงขึ้น จากข้อมูลของ AMX การเผาผนึกถือเป็นเทคโนโลยีที่เชื่อถือได้มากที่สุดในการเชื่อมต่อส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ซิลเวอร์เพสต์เผาเป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน จุดหลอมเหลวอยู่ที่ประมาณ 960˚C และค่าการนำความร้อนของซิลเวอร์ซินเตอร์เพสต์อยู่ระหว่าง 130 ถึง 250 W/(m·K) ซิลเวอร์ซินเตอร์เพสต์มีการยึดเกาะสูงกับอีพอกซีเรซิน สามารถรักษาส่วนประกอบให้อยู่ในตำแหน่งคงที่เพื่อการจัดการที่ดีเยี่ยม และโดยทั่วไปสามารถเพิ่มผลผลิตโดยรวมของกระบวนการได้ รุ่นต่อไปต้องการการเผาผนึกด้วยทองแดง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อให้ประหยัดต้นทุนได้อย่างมาก เมื่อเทียบกับวิธีการยึดติดอื่นๆ

• มีการนำความร้อนได้ดีที่สุด (》150 W/(m⋅K))
• มีการนำไฟฟ้าที่ดีที่สุด
• ให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดในการทดสอบความทนทาน ดีกว่าการเชื่อมต่อถึงกันแบบบัดกรีถึง 100 เท่า
• แสดงอุณหภูมิการหลอมละลายที่สูงขึ้น (>400˚C)

จากข้อมูลของ AMX เทคโนโลยีการเผาผนึกด้วยแรงดันที่จดสิทธิบัตรช่วยให้:

• การเผาซิลิกอนและซิลิกอนคาร์ไบด์บน DBC/AMC และพื้นผิวที่ชุบด้วยไฟฟ้าอื่นๆ หรือทองแดงเปล่า
• เฟรม/ไม่ต่อเนื่อง
• แม่พิมพ์ฝัง คลิป ปะเก็น ฯลฯ
• ปฏิกิริยาระหว่างวัสดุ พื้นผิว และกระบวนการต่างๆ

แอปพลิเคชั่นใหม่รวมถึงการเชื่อมต่อหลายระดับ โมดูลแบบบูรณาการ การเชื่อมต่อส่วนประกอบ การจ่ายพลังงาน การแปลงและการจัดเก็บ UPS สถานีชาร์จ อินเวอร์เตอร์ เซอร์โวมอเตอร์ เรดาร์ และเซ็นเซอร์

รูปที่ 1: แผนผังของการเผาผนึกแรงดัน

วิธีการใหม่: Micro-Punch

ในระหว่างกระบวนการวิจัย บริษัทได้รับสิทธิบัตรนวัตกรรมซึ่งได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดจากกระบวนการเผาผนึก ดังแสดงในรูปที่ 2 ซึ่งเป็นระบบ Micro-Punch ซึ่งแตกต่างจากระบบดั้งเดิมอย่างสิ้นเชิงและมีการปรับปรุงที่สำคัญกว่า ระบบก่อนหน้านี้ ระบบแรกประกอบด้วยการกดเพียงครั้งเดียว ซึ่งใช้แรงเดียวกันกับส่วนประกอบทั้งหมด ความหนาของส่วนประกอบต่าง ๆ ย่อมทำให้เกิดปัญหาอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากชั้นแป้งโดหนาขึ้นเล็กน้อย ณ จุดใดจุดหนึ่ง แรงกดทั้งหมดจะถูกใช้อย่างแม่นยำ ณ จุดนั้น ซึ่งจะทำให้แรงดันเพิ่มขึ้นอย่างไม่สมส่วนและเพิ่มความเสี่ยงต่อการแตกร้าวของวัสดุ

บริษัทเปิดตัวนวัตกรรมที่สำคัญกับระบบ Micro-Punch: ตอนนี้ใช้การกดเฉพาะเพื่อใช้แรงกดอย่างอิสระในแต่ละจุด ส่งผลให้ปัญหาเดิมหมดไป Alessio Greci ผู้จัดการฝ่ายขายของ AMX กล่าวว่า "สิทธิบัตร AMX ได้ปฏิวัติพื้นที่การผลิตนี้ การแข่งขันได้พัฒนาโซลูชันระดับกลางและทางเลือกอื่น ๆ โดยปกติแล้วจะจัดกลุ่มเครื่องกดหลาย ๆ เครื่องออกเป็นกลุ่มย่อย แต่ระบบ MicroPunch ทำงานได้ดีในแง่ของความสามารถในการทำซ้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง แม้ว่าต้นทุนในการเป็นเจ้าของและเวลาในการดำเนินการจะเท่ากัน”

รูปที่ 2: หนึ่งในวิธีการจดสิทธิบัตรของ AMX (ขวา) และวิธีการแบบคลาสสิก (ซ้าย)

รูปที่ 3: วิวัฒนาการของเทคโนโลยีการเผาผนึก AG

การปรับแต่งสูงสุด

ตาม AMX ระบบ Micro-Punch สามารถปรับแต่งได้เพื่อตอบสนองความต้องการของลูกค้า ในความเป็นจริง หลายคนให้ความสำคัญกับความถูกต้องและความน่าเชื่อถือของโซลูชันมากกว่าต้นทุน การกำจัดความเสียหายของวัสดุเป็นข้อกำหนดหลัก ข้อกำหนดนี้ชัดเจนที่สุดเมื่อส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ประเภทต่างๆ (เช่น ไดโอดรวมกัน มอสเฟต และเทอร์มิสเตอร์) มีส่วนร่วมในกระบวนการนี้ เมื่อใช้ Micro-Punch ตีนผีแต่ละอันจะใช้เฉพาะกับจุด (ดูรูปที่ 4) และทั้งระบบสามารถกดเทอร์มิสเตอร์และ IGBT ได้อย่างอิสระ

นอกจากนี้ ตาม AMX แล้ว Micro-Punch สามารถใช้แรงกดที่แตกต่างกันและเป็นอิสระกับส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ด้วยวิธีนี้ หากลูกค้าคิดว่าชิ้นส่วนนั้นเปราะมากกว่าและไม่ตอบสนองต่อแรงดันสูง พวกเขาสามารถลดแรงกดลงได้เล็กน้อย ดังนั้นในขั้นตอนการออกแบบและตามข้อกำหนดของลูกค้า คุณสามารถเลือกระหว่างแรงกดและส่วนประกอบที่ใช้ต่างกันได้ ดังนั้นเครื่องผลิตขั้นสุดท้ายจึงได้รับการปรับแต่งเพื่อตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ปลายทาง ตัวอย่างเช่น คุณสามารถกำหนดอัตราส่วนแรงดันระหว่างลูกสูบต่างๆ และระบุพารามิเตอร์ที่ระบุว่าแรงดันของลูกสูบตัวหนึ่งจะต้องเป็นสองเท่าของลูกสูบอีกตัวหนึ่ง

"เห็นได้ชัดว่าลูกค้าสามารถปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์ที่เลือกในขั้นต้นเหล่านี้ได้ทุกครั้งที่มีการเปลี่ยนแปลงลูป [พวกเขา] สามารถปรับเปลี่ยนความสัมพันธ์ระหว่างแรงกดดันที่ใช้ได้เป็นครั้งคราว" Gracie กล่าว เขากล่าวต่อว่า "ระบบ Micro-Punch สามารถจัดการองค์ประกอบที่อยู่ใกล้กันมาก เพราะในทางทฤษฎีแล้ว ส่วนประกอบเหล่านี้สามารถไม่มี GAP และสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในขณะที่ติดต่อกัน ปัจจุบันมีการใช้การเผาผนึกใน สารกึ่งตัวนำ แอปพลิเคชันเช่น SiC”

รูปที่ 4: หมัดเดียวช่วยให้คุณออกแรงกดได้ทีละครั้ง

การเผาผนึกในอุตสาหกรรมยานยนต์

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ทุกอย่างในรถถูกเชื่อมเข้าด้วยกัน AMX ยังใช้วิธีการเผาผนึกแรงดันในภาคยานยนต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโมดูลพลังงานสูงพิเศษ ทุกวันนี้ ตลาดต้องการการย่อขนาดให้มากขึ้นและใช้พลังงานสูง และกิจกรรมส่วนใหญ่ของบริษัทจะเน้นไปที่การใช้งานดังกล่าว นอกจากนี้ยังมีการใช้ระบบขนส่งสาธารณะกับรถไฟ แต่เห็นได้ชัดว่าไม่มีปัญหาเรื่องพื้นที่ ในความเป็นจริง miniaturization ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับยานยนต์ การใช้งานโมดูลพลังงานอื่นๆ ยังเกี่ยวข้องกับศูนย์ข้อมูล เครื่องสำรองไฟ และหม้อแปลงไฟฟ้าขนาดใหญ่

การเผาผนึกด้วยแรงดัน: ชุดพารามิเตอร์ที่สำคัญ

ความแตกต่างระหว่างขั้นตอนการเผาผนึกแบบต่างๆ ไม่ได้ถูกกำหนดโดยประเภทของชิ้นส่วนที่จะเผามากนัก เนื่องจากจะพิจารณาจากการเลือกและการใช้สารละลาย ลูกค้าสามารถเลือกการวางและเวิร์กโฟลว์ที่จะปฏิบัติตาม เห็นได้ชัดว่า พารามิเตอร์เริ่มต้นบางตัวถูกเลือกเป็นลำดับความสำคัญ มาตรฐานมากหรือน้อย กระบวนการเผาผนึกต้องใช้อุณหภูมิประมาณ 250˚C ความดัน 15 ถึง 25 MPa และใช้เวลาประมาณสามนาที นี่คือจุดเริ่มต้นสำหรับการอธิบายกระบวนการทั้งหมด

โดยอิงจากผลลัพธ์เบื้องต้น พารามิเตอร์บางตัวสามารถปรับเปลี่ยนเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด โดยปกติ ลูกค้าจะตรวจสอบอิทธิพลของแรงหรือความร้อน สังเกตว่าส่วนประกอบตอบสนองต่อความล้าประเภทต่างๆ อย่างไร และวิเคราะห์แต่ละส่วนด้วยกล้องจุลทรรศน์ โดยปกติ พารามิเตอร์เหล่านี้ถูกกำหนดโดยผู้ผลิตวางประสานและปรับแต่งทีละรายการในระหว่างการทดสอบ สุดท้าย การเผาผนึกด้วยแรงดันเป็นกระบวนการที่ช่วยให้ปิดผนึกที่อุณหภูมิสูง มีความน่าเชื่อถือสูงและความสามารถในการทำซ้ำได้อย่างสมบูรณ์แบบ และปัจจุบันถือว่าเป็นทางออกที่ดีที่สุด ต้องประเมินพารามิเตอร์อื่นๆ เช่น อุณหภูมิและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน

ระบบตอบรับสองทาง

AMX ให้ตัวเลือก "การตอบกลับแบบคู่" นี่เป็นคุณสมบัติเพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดเมื่อใช้แรงกดกับส่วนประกอบ ควบคุมแรงดันที่เกิดขึ้นในสองด้าน:

• บนสื่อ
• ณ จุดเฉพาะที่มีการใช้แรง

ตรวจสอบซ้ำโดยใช้แรง เซ็นเซอร์ ประเมินว่าแรงที่ใช้กับแท่นกดนั้นสอดคล้องกับแรงที่ส่วนประกอบได้รับหรือไม่ หลังจากทำความเข้าใจพื้นที่การเผาผนึกทั้งหมดแล้ว คุณสามารถคำนวณแรงดันที่ใช้จากด้านบนและแรงตามทฤษฎีที่จำกัดแรงปฏิกิริยา และเปรียบเทียบกับเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ (ดูรูปที่ 5) อันที่จริง พนักงานอาจถอดตีนผีออกเพื่อทำความสะอาด แล้วลืมเปลี่ยน ในกรณีนี้ แรงดันที่ตั้งโปรแกรมไว้จะแตกต่างจากแรงดันจริงที่ใช้กับส่วนประกอบ ส่งผลให้แรงไม่สมดุลอย่างมีนัยสำคัญ กล่าวอีกนัยหนึ่งเมื่อตีนผีไม่ใช้แรงที่คาดหวัง ระบบจะตรวจจับและแจ้งให้ผู้ปฏิบัติงานทราบ เซ็นเซอร์หลายตัวยังใช้สำหรับความเข้มข้นและอุณหภูมิของออกซิเจน แม้ว่าจะดูเหมือนซ้ำซ้อน แต่ก็ใช้ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย (เช่น เซ็นเซอร์อาจทำงานผิดปกติ) ข้อมูลทั้งหมดนี้ถูกรวบรวมเพื่อให้ได้ภาพรวมที่สมบูรณ์ของกระบวนการทั้งหมด

รูปที่ 5: ในการเผาผนึกแรงดัน การกดแต่ละครั้งจะถูกควบคุมและไม่ขึ้นกับเครื่องกดอื่นๆ