"Công nghệ không ngừng phát triển. Lĩnh vực công nghiệp theo sát sự phát triển, công ty tập trung vào các ứng dụng cần thiết nhất trên thị trường và thay đổi trọng tâm sản xuất theo nhu cầu của người tiêu dùng. AMX đã phát minh ra một loại công cụ thiêu kết mới Micro-Punch cho máy ép thiêu kết của mình, có thể ép độc lập từng thành phần trên đế, chip, chip với một áp suất cụ thể (nhiệt điện trở, IGBT, mosfet).
"
Công nghệ không ngừng phát triển. Lĩnh vực công nghiệp theo sau sự phát triển, và công ty tập trung vào các ứng dụng cần thiết nhất trên thị trường và thay đổi trọng tâm sản xuất của họ theo nhu cầu của người tiêu dùng. AMX đã phát minh ra một loại công cụ thiêu kết mới Micro-Punch cho máy ép thiêu kết của mình, có thể ép độc lập từng thành phần trên chất nền, chip, chip với một áp suất cụ thể (nhiệt điện trở, IGBT, MOSFE). Theo AMX, công cụ Micro-Punch đảm bảo áp suất đồng đều và loại bỏ các vấn đề có giá trị cao sau: vỡ khuôn, nghiêng, tách lớp và tạo khoảng trống. Công cụ Micro-Punch không có hạn chế về số lượng hoặc vị trí đặt chip; nó có thể thích ứng với mọi kích thước hoặc cấu hình DBC và có thể ép các khuôn mỏng nhất và nhỏ nhất một cách độc lập, ngay cả khi chúng rất gần nhau.
Thiêu kết áp lực
Quá trình thiêu kết áp suất bạc (Ag) / đồng (Cu) (xem Hình 1) là một quá trình xử lý nhiệt được áp dụng cho vật liệu dạng bột (tức là các hạt nano) để cung cấp độ bền, tính toàn vẹn và độ dẫn điện cao hơn. Theo AMX, thiêu kết hiện được coi là công nghệ đáng tin cậy nhất để kết nối các thành phần điện tử công suất. Hồ sơ thiêu kết bạc hiện đang là vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất. Điểm nóng chảy là khoảng 960˚C, và độ dẫn nhiệt của hồ thiêu kết bạc là từ 130 đến 250 W / (m · K). Keo sinter bạc có độ bám dính cao với nhựa epoxy, có thể giữ các thành phần ở một vị trí cố định để quản lý tuyệt vời và nói chung có thể tăng sản lượng tổng thể của quá trình. Thế hệ tiếp theo yêu cầu thiêu kết đồng, đặc biệt là để tiết kiệm chi phí đáng kể. So với các phương pháp liên kết khác,
• Nó có độ dẫn nhiệt tốt nhất (》 150 W / (m⋅K)).
• Nó có độ dẫn điện tốt nhất.
• Nó cung cấp kết quả tốt nhất trong các bài kiểm tra độ bền, thậm chí tốt hơn 100 lần so với các kết nối hàn.
• Nó cho thấy nhiệt độ nấu chảy cao hơn (> 400˚C).
Theo AMX, công nghệ thiêu kết áp suất được cấp bằng sáng chế của nó cho phép:
• Thiêu kết silic và cacbua silic trên DBC / AMC và các chất nền mạ điện khác hoặc đồng trần
• Khung / rời rạc
• Khuôn nhúng, kẹp, miếng đệm, v.v.
• Tương tác của các vật liệu, bề mặt và quy trình khác nhau
Các ứng dụng mới bao gồm kết nối đa cấp, mô-đun tích hợp, kết nối thành phần, phân phối điện, chuyển đổi và lưu trữ UPS, trạm sạc, bộ biến tần, động cơ servo, radar và cảm biến.
Hình 1: Sơ đồ của quá trình thiêu kết áp suất
Một phương pháp mới: Micro-Punch
Trong quá trình nghiên cứu, công ty đã nhận được bằng sáng chế cải tiến, đạt được kết quả tốt nhất từ quá trình thiêu kết, như trong Hình 2. Đây là hệ thống Micro-Punch, khác hoàn toàn với hệ thống truyền thống và có một cải tiến đáng kể so với hệ thống trước đó. Hệ thống đầu tiên bao gồm một máy ép duy nhất, tác dụng lực giống nhau lên tất cả các bộ phận. Bất kỳ sự khác biệt nào về độ dày của các thành phần khác nhau chắc chắn sẽ gây ra vấn đề. Nói cách khác, nếu lớp bột dày hơn một chút tại một điểm nào đó, thì tất cả lực ép đều được tác dụng chính xác vào điểm đó, do đó làm tăng áp lực một cách không cân đối và tăng nguy cơ nứt vỡ vật liệu.
Công ty đã giới thiệu một sự đổi mới lớn với hệ thống Micro-Punch: giờ đây nó sử dụng một máy ép chuyên dụng để tạo áp lực một cách độc lập tại mỗi điểm. Kết quả là, vấn đề trước đó đã được loại bỏ. Alessio Greci, Giám đốc bán hàng của AMX, cho biết: “Các bằng sáng chế của AMX đã cách mạng hóa lĩnh vực sản xuất này. Cuộc thi đã phát triển một số giải pháp trung gian và thay thế, thường nhóm một số máy ép thành các nhóm con, nhưng hệ thống MicroPunch hoạt động tốt về độ lặp lại. Đặc biệt là trong các ứng dụng đóng gói tiên tiến, mặc dù chi phí sở hữu và thời gian xử lý là như nhau ”.
Hình 2: Một trong những phương pháp đã được cấp bằng sáng chế của AMX (bên phải) và phương pháp cổ điển (bên trái)
Hình 3: Sự phát triển của công nghệ thiêu kết AG
Tùy chỉnh tối đa
Theo AMX, hệ thống Micro-Punch có thể được tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu của khách hàng. Trên thực tế, nhiều người trong số họ quan tâm đến độ chính xác và độ tin cậy của giải pháp hơn là chi phí của nó. Loại bỏ thiệt hại vật chất là yêu cầu hàng đầu. Yêu cầu này là rõ ràng nhất khi các loại linh kiện điện tử khác nhau (chẳng hạn như sự kết hợp của điốt, mosfet và nhiệt điện trở) tham gia vào quá trình này. Sử dụng Micro-Punch, mỗi chân vịt được dành riêng cho một điểm (xem Hình 4) và toàn bộ hệ thống có thể nhấn nhiệt điện trở và IGBT một cách độc lập.
Ngoài ra, theo AMX, Micro-Punch có thể áp dụng các áp suất khác nhau và độc lập lên các linh kiện điện tử khác nhau. Bằng cách này, nếu khách hàng nghĩ rằng linh kiện giòn hơn và không phản ứng tốt với áp suất cao, họ có thể giảm áp suất một chút. Do đó, trong giai đoạn thiết kế và theo thông số kỹ thuật của khách hàng, có thể lựa chọn giữa các áp suất khác nhau và các thành phần được áp dụng. Do đó, máy sản xuất cuối cùng được tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu của người dùng cuối. Ví dụ, bạn có thể xác định tỷ lệ áp suất giữa các piston khác nhau và chỉ định một thông số cho biết rằng áp suất của một piston phải gấp đôi áp suất của piston kia.
“Rõ ràng, các thông số được lựa chọn ban đầu này có thể được khách hàng sửa đổi mỗi khi vòng lặp thay đổi, [họ] có thể sửa đổi mối quan hệ giữa các áp suất được áp dụng theo thời gian,” Gracie nói. Ông tiếp tục, “Hệ thống Micro-Punch có thể xử lý các phần tử rất gần nhau, bởi vì trên lý thuyết các thành phần này có thể có GAP bằng không và có thể di chuyển tự do trong khi tiếp xúc với nhau. Quá trình thiêu kết hiện được sử dụng trong Semiconductor các ứng dụng, chẳng hạn như SiC. ”
Hình 4: Một cú đấm duy nhất cho phép bạn tạo áp lực riêng lẻ.
Thiêu kết trong ngành công nghiệp ô tô
Trong vài năm trở lại đây, mọi thứ trên xe đều được hàn lại với nhau. AMX cũng thực hiện các phương pháp thiêu kết áp suất trong lĩnh vực ô tô, đặc biệt là đối với các mô-đun công suất cực cao. Ngày nay, thị trường đòi hỏi sự thu nhỏ lớn hơn và sức mạnh cao, và hầu hết các hoạt động của công ty sẽ tập trung vào các ứng dụng như vậy. Cũng có những triển khai của phương tiện giao thông công cộng với tàu hỏa, nhưng rõ ràng là chúng không có vấn đề gì về không gian. Trên thực tế, tiểu cảnh chủ yếu liên quan đến lĩnh vực ô tô. Các ứng dụng khác của mô-đun nguồn cũng liên quan đến trung tâm dữ liệu, nguồn cung cấp điện liên tục và máy biến áp công suất lớn.
Thiêu kết áp suất: một tập hợp các thông số quan trọng
Sự khác biệt giữa các quy trình thiêu kết khác nhau không được xác định nhiều bởi loại bộ phận được thiêu kết, vì nó được xác định bởi việc lựa chọn và sử dụng bùn. Khách hàng có thể chọn cách dán và quy trình làm việc để làm theo. Rõ ràng, một số tham số ban đầu được chọn tiên nghiệm, ít nhiều là tiêu chuẩn. Quá trình thiêu kết yêu cầu nhiệt độ khoảng 250 ° C, áp suất từ 15 đến 25 MPa, và thời gian khoảng ba phút. Đây là điểm bắt đầu để mô tả toàn bộ quá trình.
Dựa trên kết quả ban đầu, một số thông số có thể được điều chỉnh để thu được kết quả tốt nhất. Thông thường, khách hàng kiểm tra ảnh hưởng của lực hoặc nhiệt, quan sát cách các bộ phận phản ứng với các dạng mỏi khác nhau và phân tích các bộ phận riêng lẻ dưới kính hiển vi. Thông thường, các thông số này do nhà sản xuất keo hàn đặt và tinh chỉnh từng cái một trong quá trình thử nghiệm. Cuối cùng, thiêu kết áp lực là một quá trình cho phép hàn kín ở nhiệt độ cao, với độ tin cậy cao và độ lặp lại hoàn hảo, và hiện được coi là giải pháp tốt nhất. Các thông số khác phải được đánh giá, chẳng hạn như nhiệt độ và hệ số giãn nở nhiệt.
Hệ thống phản hồi kép
AMX cung cấp tùy chọn "phản hồi kép". Đây là tính năng để tránh sai số khi tác động lực vào các linh kiện. Kiểm soát áp suất tác động trên hai khía cạnh:
• Trên báo chí
• Tại một điểm cụ thể mà lực được tác dụng
Kiểm tra kỹ lưỡng bằng cách sử dụng một lực cảm biến đánh giá xem lực tác dụng lên máy ép có phù hợp với lực mà cấu kiện nhận được hay không. Sau khi hiểu toàn bộ khu vực thiêu kết, bạn có thể tính toán áp suất tác dụng từ phía trên và lực lý thuyết hạn chế phản lực, và so sánh nó với đầu ra của cảm biến (xem Hình 5). Trên thực tế, người vận hành có thể tháo chân vịt ra để vệ sinh và sau đó quên thay chân vịt. Trong trường hợp này, áp suất được lập trình sẽ khác với áp suất thực tế tác dụng lên thành phần, dẫn đến sự mất cân bằng lực đáng kể. Nói cách khác, khi chân vịt không tác dụng lực như mong đợi, hệ thống sẽ phát hiện và thông báo cho người vận hành. Một số cảm biến cũng được sử dụng để đo nồng độ oxy và nhiệt độ, mặc dù có vẻ dư thừa, chúng được sử dụng vì lý do an toàn (ví dụ: cảm biến có thể hoạt động sai). Tất cả thông tin này được thu thập để có được cái nhìn tổng quan đầy đủ về toàn bộ quá trình.
Hình 5: Trong thiêu kết áp lực, mỗi máy ép được điều khiển và hoàn toàn độc lập với các máy ép khác.
Công nghệ không ngừng phát triển. Lĩnh vực công nghiệp theo sau sự phát triển, và công ty tập trung vào các ứng dụng cần thiết nhất trên thị trường và thay đổi trọng tâm sản xuất của họ theo nhu cầu của người tiêu dùng. AMX đã phát minh ra một loại công cụ thiêu kết mới Micro-Punch cho máy ép thiêu kết của mình, có thể ép độc lập từng thành phần lên đế, chip, chip với một áp suất riêng (nhiệt điện trở, IGBT, MOSFET). Theo AMX, công cụ Micro-Punch đảm bảo áp suất đồng đều và loại bỏ các vấn đề có giá trị cao sau: vỡ khuôn, nghiêng, tách lớp và rỗng. Công cụ Micro-Punch không có hạn chế về số lượng hoặc vị trí của chip; nó có thể thích ứng với bất kỳ kích thước hoặc cấu hình DBC nào và có thể ép các khuôn mỏng nhất và nhỏ nhất một cách độc lập, ngay cả khi chúng rất gần nhau.
Thiêu kết áp lực
Quá trình thiêu kết áp suất bạc (Ag) / đồng (Cu) (xem Hình 1) là một quá trình xử lý nhiệt được áp dụng cho vật liệu dạng bột (tức là các hạt nano) để cung cấp độ bền, tính toàn vẹn và độ dẫn điện cao hơn. Theo AMX, thiêu kết hiện được coi là công nghệ đáng tin cậy nhất để kết nối các thành phần điện tử công suất. Bạc sinter paste hiện đang là vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất. Điểm nóng chảy là khoảng 960˚C, và độ dẫn nhiệt của hồ thiêu kết bạc là từ 130 đến 250 W / (m · K). Keo sinter bạc có độ bám dính cao với nhựa epoxy, có thể giữ các thành phần ở vị trí cố định để quản lý tuyệt vời và nói chung có thể tăng tổng sản lượng của quá trình. Thế hệ tiếp theo yêu cầu thiêu kết đồng, đặc biệt là để tiết kiệm chi phí đáng kể. So với các phương pháp liên kết khác,
• Nó có độ dẫn nhiệt tốt nhất (》 150 W / (m⋅K)).
• Nó có độ dẫn điện tốt nhất.
• Nó cung cấp kết quả tốt nhất trong các bài kiểm tra độ bền, thậm chí tốt hơn 100 lần so với các kết nối hàn.
• Nó cho thấy nhiệt độ nấu chảy cao hơn (> 400˚C).
Theo AMX, công nghệ thiêu kết áp suất được cấp bằng sáng chế của nó cho phép:
• Thiêu kết silic và cacbua silic trên DBC / AMC và các chất nền mạ điện khác hoặc đồng trần
• Khung / rời rạc
• Khuôn nhúng, kẹp, miếng đệm, v.v.
• Tương tác của các vật liệu, bề mặt và quy trình khác nhau
Các ứng dụng mới bao gồm kết nối đa cấp, mô-đun tích hợp, kết nối thành phần, phân phối điện, chuyển đổi và lưu trữ UPS, trạm sạc, bộ biến tần, động cơ servo, radar và cảm biến.
Hình 1: Sơ đồ của quá trình thiêu kết áp suất
Một phương pháp mới: Micro-Punch
Trong quá trình nghiên cứu, công ty đã nhận được bằng sáng chế cải tiến, đạt được kết quả tốt nhất từ quá trình thiêu kết, như trong Hình 2. Đây là hệ thống Micro-Punch, khác hoàn toàn với hệ thống truyền thống và có một cải tiến đáng kể so với hệ thống trước đó. Hệ thống đầu tiên bao gồm một máy ép duy nhất, tác dụng lực giống nhau lên tất cả các bộ phận. Bất kỳ sự khác biệt nào về độ dày của các thành phần khác nhau chắc chắn sẽ gây ra vấn đề. Nói cách khác, nếu lớp bột dày hơn một chút tại một điểm nào đó, thì tất cả lực ép đều được tác dụng chính xác vào điểm đó, do đó làm tăng áp lực một cách không cân đối và tăng nguy cơ nứt vỡ vật liệu.
Công ty đã giới thiệu một sự đổi mới lớn với hệ thống Micro-Punch: giờ đây nó sử dụng một máy ép chuyên dụng để tạo áp lực một cách độc lập tại mỗi điểm. Kết quả là, vấn đề trước đó đã được loại bỏ. Alessio Greci, Giám đốc bán hàng của AMX, cho biết: “Các bằng sáng chế của AMX đã cách mạng hóa lĩnh vực sản xuất này. Cuộc thi đã phát triển một số giải pháp trung gian và thay thế, thường nhóm một số máy ép thành các nhóm con, nhưng hệ thống MicroPunch hoạt động tốt về độ lặp lại. Đặc biệt là trong các ứng dụng đóng gói tiên tiến, mặc dù chi phí sở hữu và thời gian xử lý là như nhau ”.
Hình 2: Một trong những phương pháp đã được cấp bằng sáng chế của AMX (bên phải) và phương pháp cổ điển (bên trái)
Hình 3: Sự phát triển của công nghệ thiêu kết AG
Tùy chỉnh tối đa
Theo AMX, hệ thống Micro-Punch có thể được tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu của khách hàng. Trên thực tế, nhiều người trong số họ quan tâm đến độ chính xác và độ tin cậy của giải pháp hơn là chi phí của nó. Loại bỏ thiệt hại vật chất là yêu cầu hàng đầu. Yêu cầu này rõ ràng nhất khi các loại linh kiện điện tử khác nhau (chẳng hạn như sự kết hợp của điốt, MOSFET và điện trở nhiệt) tham gia vào quá trình này. Sử dụng Micro-Punch, mỗi chân vịt được dành riêng cho một điểm (xem Hình 4) và toàn bộ hệ thống có thể nhấn nhiệt điện trở và IGBT một cách độc lập.
Ngoài ra, theo AMX, Micro-Punch có thể áp dụng các áp suất khác nhau và độc lập lên các linh kiện điện tử khác nhau. Bằng cách này, nếu khách hàng nghĩ rằng linh kiện giòn hơn và không phản ứng tốt với áp suất cao, họ có thể giảm áp suất một chút. Do đó, trong giai đoạn thiết kế và theo thông số kỹ thuật của khách hàng, có thể lựa chọn giữa các áp suất khác nhau và các thành phần được áp dụng. Do đó, máy sản xuất cuối cùng được tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu của người dùng cuối. Ví dụ, bạn có thể xác định tỷ lệ áp suất giữa các piston khác nhau và chỉ định một thông số cho biết rằng áp suất của một piston phải gấp đôi áp suất của piston kia.
“Rõ ràng, các thông số được lựa chọn ban đầu này có thể được khách hàng sửa đổi mỗi khi vòng lặp thay đổi, [họ] có thể sửa đổi mối quan hệ giữa các áp suất được áp dụng theo thời gian,” Gracie nói. Ông tiếp tục, “Hệ thống Micro-Punch có thể xử lý các phần tử rất gần nhau, bởi vì trên lý thuyết các thành phần này có thể có GAP bằng không và có thể di chuyển tự do trong khi tiếp xúc với nhau. Quá trình thiêu kết hiện được sử dụng trong bán dẫn các ứng dụng, chẳng hạn như SiC. ”
Hình 4: Một cú đấm duy nhất cho phép bạn tạo áp lực riêng lẻ.
Thiêu kết trong ngành công nghiệp ô tô
Trong vài năm trở lại đây, mọi thứ trên xe đều được hàn lại với nhau. AMX cũng thực hiện các phương pháp thiêu kết áp suất trong lĩnh vực ô tô, đặc biệt là đối với các mô-đun công suất cực cao. Ngày nay, thị trường đòi hỏi sự thu nhỏ lớn hơn và sức mạnh cao, và hầu hết các hoạt động của công ty sẽ tập trung vào các ứng dụng như vậy. Cũng có những triển khai của phương tiện giao thông công cộng với tàu hỏa, nhưng rõ ràng là chúng không có vấn đề gì về không gian. Trên thực tế, tiểu cảnh chủ yếu liên quan đến lĩnh vực ô tô. Các ứng dụng khác của mô-đun nguồn cũng liên quan đến trung tâm dữ liệu, nguồn cung cấp điện liên tục và máy biến áp công suất lớn.
Thiêu kết áp suất: một tập hợp các thông số quan trọng
Sự khác biệt giữa các quy trình thiêu kết khác nhau không được xác định nhiều bởi loại bộ phận được thiêu kết, vì nó được xác định bởi việc lựa chọn và sử dụng bùn. Khách hàng có thể chọn cách dán và quy trình làm việc để làm theo. Rõ ràng, một số tham số ban đầu được chọn tiên nghiệm, ít nhiều là tiêu chuẩn. Quá trình thiêu kết yêu cầu nhiệt độ khoảng 250 ° C, áp suất từ 15 đến 25 MPa, và thời gian khoảng ba phút. Đây là điểm bắt đầu để mô tả toàn bộ quá trình.
Dựa trên kết quả ban đầu, một số thông số có thể được điều chỉnh để thu được kết quả tốt nhất. Thông thường, khách hàng kiểm tra ảnh hưởng của lực hoặc nhiệt, quan sát cách các bộ phận phản ứng với các dạng mỏi khác nhau và phân tích các bộ phận riêng lẻ dưới kính hiển vi. Thông thường, các thông số này do nhà sản xuất keo hàn đặt và tinh chỉnh từng cái một trong quá trình thử nghiệm. Cuối cùng, thiêu kết áp lực là một quá trình cho phép hàn kín ở nhiệt độ cao, với độ tin cậy cao và độ lặp lại hoàn hảo, và hiện được coi là giải pháp tốt nhất. Các thông số khác phải được đánh giá, chẳng hạn như nhiệt độ và hệ số giãn nở nhiệt.
Hệ thống phản hồi kép
AMX cung cấp tùy chọn "phản hồi kép". Đây là tính năng để tránh sai số khi tác động lực vào các linh kiện. Kiểm soát áp suất tác động trên hai khía cạnh:
• Trên báo chí
• Tại một điểm cụ thể mà lực được tác dụng
Kiểm tra kỹ bằng cách sử dụng cảm biến lực sẽ đánh giá xem lực tác dụng lên máy ép có phù hợp với lực mà thành phần nhận được hay không. Sau khi hiểu toàn bộ khu vực thiêu kết, bạn có thể tính toán áp suất tác dụng từ phía trên và lực lý thuyết hạn chế phản lực, và so sánh nó với đầu ra của cảm biến (xem Hình 5). Trên thực tế, người vận hành có thể tháo chân vịt ra để vệ sinh và sau đó quên thay chân vịt. Trong trường hợp này, áp suất được lập trình sẽ khác với áp suất thực tế tác dụng lên thành phần, dẫn đến sự mất cân bằng lực đáng kể. Nói cách khác, khi chân vịt không tác dụng lực như mong đợi, hệ thống sẽ phát hiện và thông báo cho người vận hành. Một số cảm biến cũng được sử dụng để đo nồng độ oxy và nhiệt độ, mặc dù có vẻ dư thừa, chúng được sử dụng vì lý do an toàn (ví dụ: cảm biến có thể hoạt động sai). Tất cả thông tin này được thu thập để có được cái nhìn tổng quan đầy đủ về toàn bộ quá trình.
Hình 5: Trong thiêu kết áp lực, mỗi máy ép được điều khiển và hoàn toàn độc lập với các máy ép khác.