功率器件封裝工藝流程

功率器件封裝工藝流程21目前一頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)主要內(nèi)容主要內(nèi)容介紹一、功率器件后封裝工藝流程二、產(chǎn)品參數(shù)一致性和可靠性的保證三、產(chǎn)品性價(jià)比四、今后的發(fā)展2目前二頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)功率器件后封裝工藝流程劃片粘片壓焊塑封老化打印管腳上錫測(cè)試切筋檢驗(yàn)包裝入庫(kù)DiebondingDiesawwirebondingmoldingmarkingHeatagingplatingsegregatingTestingInspectionPackingWarehouse3目前三頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)功率器件后封裝工藝流程

——?jiǎng)澠瑒澠瑘A硅片劃片及繃片后的圓片劃片：將圓片切割成單個(gè)分離的芯片劃片特點(diǎn)：日本DISCO劃片機(jī)，具有高穩(wěn)定性，劃片刀的厚度25um，芯片損耗小。4目前四頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)

日本DISKO劃片機(jī)功率器件后封裝工藝流程－劃片車間5目前五頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)功率器件后封裝工藝流程

——粘片（將單顆芯片粘結(jié)到引線框架上）實(shí)物圖劃片粘片壓焊塑封打印6目前六頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)我公司粘片的特點(diǎn)1、自動(dòng)粘片機(jī)，芯片和引線框架的粘結(jié)牢固，一致性好。2、優(yōu)質(zhì)的框架及焊接材料使用，獲得良好的熱學(xué)和電學(xué)特性。3、芯片與框架的熱匹配性良好，芯片和框架之間的應(yīng)力達(dá)到最小，熱阻小，散熱性好。4、氮?dú)錃怏w保護(hù)，避免高溫下材料氧化。7目前七頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)功率器件后封裝工藝流程——粘片車間粘片員工在認(rèn)真操作8目前八頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)功率器件后封裝工藝流程——粘片車間全新的TO-220粘片機(jī)9目前九頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)功率器件后封裝工藝流程-壓焊壓焊：用金絲或鋁絲將芯片上的電極跟外引線（框架管腳）連接起來(lái)。金絲－金絲球焊鋁絲－超聲波焊壓焊示意圖劃片粘片壓焊塑封打印10目前十頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)壓焊的特點(diǎn)1、自動(dòng)壓焊機(jī)，一致性好，焊點(diǎn)、弧度、高度最佳，可靠性高。2、根據(jù)管芯的實(shí)際工作電流選擇引線直徑規(guī)格，保證了良好的電流特性。壓焊實(shí)物圖11目前十一頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)功率器件后封裝工藝流程

——壓焊車間全新的KSTO-92壓焊機(jī)壓焊車間12目前十二頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)功率器件后封裝工藝流程-塑封塑封體框架管腳塑封：壓機(jī)注塑，將已裝片的管子進(jìn)行包封塑封示意圖劃片粘片壓焊塑封打印13目前十三頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)塑封的特點(diǎn)采用環(huán)氧樹(shù)脂塑封材料封裝，阻燃，應(yīng)力小，強(qiáng)度高，導(dǎo)熱性好，密封性好，保證晶體管大功率使用情況下具有良好散熱能力，管體溫度低。塑封機(jī)14目前十四頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)功率器件后封裝工藝流程

——塑封車間塑封生產(chǎn)車間的景象15目前十五頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)功率器件后封裝工藝流程激光打標(biāo)激光打印機(jī)在管體打上標(biāo)記塑封切筋打印電鍍測(cè)試?yán)匣?6目前十六頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)功率器件后封裝工藝流程-電鍍切筋電鍍：純錫電鍍，符合無(wú)鉛化要求切筋：器件分散連筋切筋示意圖塑封切筋打印電鍍測(cè)試?yán)匣?7目前十七頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)功率器件后封裝工藝流程

——切筋切筋員工在操作18目前十八頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)功率器件后封裝工藝流程-老化1、嚴(yán)格的篩選條件，溫度140～150℃。2、使用有N2保護(hù)的烘箱，防止管子在高溫下氧化。塑封切筋打印電鍍測(cè)試?yán)匣?9目前十九頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)功率器件后封裝工藝流程切筋電鍍測(cè)試?yán)匣瘷z驗(yàn)包裝測(cè)試流程20目前二十頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)功率器件后封裝工藝流程

——測(cè)試設(shè)備KT9614與DTS-1000分選機(jī)21目前二十一頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)功率器件后封裝工藝流程

——包裝整潔的包裝車間新型的包裝方式—編帶我公司今年新引進(jìn)的編帶機(jī)22目前二十二頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)產(chǎn)品一致性和可靠性1、產(chǎn)品的一致性a.芯片生產(chǎn)工藝控制b.通過(guò)細(xì)分類進(jìn)行控制2、產(chǎn)品可靠性a.優(yōu)化芯片生產(chǎn)工藝提高可靠性b.封裝工藝的嚴(yán)格要求23目前二十三頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)產(chǎn)品參數(shù)一致性的保證高精度的測(cè)試系統(tǒng)1、最高測(cè)試電壓為1000V，最大電流20A，漏電流最高精度達(dá)到pA級(jí)，電壓測(cè)試精度達(dá)到2mV2、可測(cè)試的半導(dǎo)體器件有雙極晶體管，MOS管，二極管等多種器件。3、對(duì)于雙極晶體管，可測(cè)試hFE、Vcesat、Vbesat、Rhfe、Iceo、Iebo、Bveb、Icbo、Bvceo、Vfbe、Vfbc、Vfec、Bton、Bvces、Bvcer、Icer、Icex、Icbr、Icbs、BVcbo、Iceo等參數(shù)24目前二十四頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)提高產(chǎn)品可靠性

－封裝工藝的嚴(yán)格控制一、降低熱阻二、控制“虛焊”三、增強(qiáng)塑封氣密性25目前二十五頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)功率器件的重要參數(shù)－熱阻降低器件發(fā)熱量的三個(gè)途徑一、通過(guò)優(yōu)化電路，避免開(kāi)關(guān)器件進(jìn)入放大區(qū)，減小器件上的功率消耗。二、降低器件的熱阻，即提高器件的散熱能力。三、提高器件的電流性能，降低飽和壓降。在電路和芯片都已固定的情況下，避免器件發(fā)熱失效重要的途徑就是降低器件的熱阻。26目前二十六頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)功率器件的重要參數(shù)－熱阻一、熱阻的定義熱阻(Rth)是表征晶體管工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量向外界散發(fā)的能力，單位為℃/W，即是當(dāng)管子消耗掉1W時(shí)器件溫度升高的度數(shù)。RTH總＝RT1+RT2+RT327目前二十七頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)功率器件的重要參數(shù)－熱阻二、晶體管熱阻的組成1、RT1內(nèi)熱阻－由芯片的大小及材料決定。2、RT2接觸熱阻－與封裝工藝有關(guān)。3、RT3與封裝形式及是否加散熱片有關(guān)。28目前二十八頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)熱阻的工藝控制我們工藝控制過(guò)程中，最重要的是解決接觸熱阻。主要的控制手段：1、粘片工藝對(duì)接觸熱阻的控制。2、高效的測(cè)試手段進(jìn)行篩選。29目前二十九頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)熱阻的工藝控制—粘片工藝原因技術(shù)要求工藝保證芯片背面金屬層質(zhì)量金屬層平整清潔無(wú)氧化，且有一定厚度。每片先試粘一條，試推力，符合工藝規(guī)范才下投。焊料表面清潔光亮，無(wú)氧化及斑點(diǎn)、粘污等不良現(xiàn)象。與芯片、框架兩者之間的浸潤(rùn)性良好，溶化后無(wú)顆粒狀。引線框架表面平整、清潔、光亮無(wú)氧化，無(wú)斑點(diǎn)。焊料點(diǎn)上熔化后，焊料與之的浸潤(rùn)好。粘接強(qiáng)度1、推力：mm2>1kg2、焊料覆蓋芯片面積>95%(空洞面積<5%)3、芯片、焊料、框架三者之間無(wú)縫隙。1、專職檢驗(yàn)員每隔1小時(shí)巡查一次。2、N2、H2氣體保護(hù)。3、X-R管理圖熱阻偏大的原因分析與工藝保證30目前三十頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)熱阻的工藝控制—測(cè)試篩選晶體管的熱阻測(cè)試原理：在一定范圍內(nèi)pn結(jié)的正向壓降Vbe的變化與結(jié)溫度的變化△T有近似線性的關(guān)系：△Vbe＝k△T對(duì)于硅pn結(jié)，k約等于2，熱阻的計(jì)算公式為：Rth＝△T/P只需加一個(gè)穩(wěn)定的功率，測(cè)量晶體管的△Vbe即可計(jì)算出晶體管的熱阻RT。31目前三十一頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)熱阻測(cè)試篩選設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行熱阻測(cè)試篩選，我們用的是日本TESEC的△Vbe測(cè)試儀。32目前三十二頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)熱阻測(cè)試篩選設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)△Vbe測(cè)試儀的性能參數(shù)及優(yōu)點(diǎn)：測(cè)試精度：0.1mV脈沖時(shí)間精確度：1us最高電壓：200V最大電流：20A優(yōu)點(diǎn)：1.精度高，且精度高可達(dá)到0.1mV，重復(fù)性好。

2.篩選率高

33目前三十三頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)熱阻測(cè)試篩選設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)2：篩選率高如粘片有空洞，脈沖測(cè)試在很短功率脈沖內(nèi)，由于熱量來(lái)不及傳導(dǎo)，有空洞的地方就會(huì)形成一個(gè)熱點(diǎn)（即溫度比粘結(jié)面其他地區(qū)高出很多的小區(qū)域）（如右圖示）。熱點(diǎn)處溫度高，Vbe將比其他地方的Vbe變化大。整個(gè)pn結(jié)的△Vbe將主要受熱點(diǎn)處的△Vbe的影響，因此，有空洞的管子的△Vbe比正常管子的△Vbe要大很多。34目前三十四頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)我公司產(chǎn)品的熱阻特點(diǎn)通過(guò)測(cè)量△Vbe，再經(jīng)過(guò)公式Rth＝△Vbe/KP我公司典型產(chǎn)品值：品種封裝形式熱阻值MJE13001TO-926.5℃/WMJE13003BRTO-1263.5℃/WMJE13005TO-2201.3℃/W35目前三十五頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)控制“虛焊”

—造成虛焊的因素與對(duì)策措施因素技術(shù)要求對(duì)策措施引線材料抗拉強(qiáng)度、延伸性良好，硬度適中。1、嚴(yán)格執(zhí)行公司的原材料進(jìn)料檢驗(yàn)制度。2、不定期上供應(yīng)商生產(chǎn)線考察質(zhì)量體系進(jìn)行情況。劈刀1、劈刀端面平整，與引線形變后尺寸一致。2、確保劈刀端面有合適的振幅。1、定期清洗劈刀，保證端面清潔完整。2、劈刀安裝位置準(zhǔn)確，高度合適。芯片鋁層質(zhì)量鋁層不氧化，無(wú)劃傷，具有一定厚度加強(qiáng)表面鏡檢，剔除不合格品。引線強(qiáng)度不夠不同的線徑，規(guī)定不同的工藝條件，壓力、功率、時(shí)間。1、在N2保護(hù)中壓焊。2、專職檢驗(yàn)員，每隔1h巡檢一次。3、引線強(qiáng)度的-R管理圖?？蚣芄苣_質(zhì)量1、管腳牢固、平整。2、管腳錫層光亮平整、不氧化。3、高溫老化后錫層不變色。1、調(diào)整塑封工藝，以達(dá)到充分填充。2、加強(qiáng)浸錫前，管腳處理。3、老化烘箱采用N2保護(hù)。_X36目前三十六頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)控制“虛焊”的措施壓焊工序?qū)σ€拉力進(jìn)行了嚴(yán)格的控制37目前三十七頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)塑封氣密性的工藝控制相關(guān)因素工藝措施檢測(cè)措施引線框架和塑料粘接表面機(jī)械強(qiáng)度1、引線框架的管腳增加兩條密封槽，增加此處引線框架表面的粗糙度，使其與塑封料粘結(jié)更緊密2、在塑料型號(hào)上挑選收縮率低、流動(dòng)性好的材料，使其之間的機(jī)械粘結(jié)更加緊密。1、定期檢查設(shè)備運(yùn)行狀況，確保工藝參數(shù)穩(wěn)定。2、嚴(yán)格原料檢驗(yàn)。3、采用熱強(qiáng)酸腐蝕比較法，定期檢查密封性。4、借助廣州五所的先進(jìn)分析手段，不定期的對(duì)產(chǎn)品密封性能進(jìn)行抽查。5、產(chǎn)品測(cè)試前增加老化工序，使存在隱患的產(chǎn)品提前失效，加嚴(yán)測(cè)試漏電的參數(shù)項(xiàng)，剔除可能存在缺陷的產(chǎn)品。引線框架和塑料熱膨脹系數(shù)匹配對(duì)每種封裝形式均需作材料熱匹配的對(duì)比試驗(yàn)，通過(guò)樣品測(cè)量和批量試用，選擇最佳的材料組合。注塑工藝方面的調(diào)整1、增大注塑壓力和時(shí)間，使塑料達(dá)到充分填充。2、增加保壓時(shí)間，使塑料充分固化后出模，防止出模時(shí)摩擦大，塑料發(fā)生形變而減弱與引線框架之間的粘結(jié)強(qiáng)度。38目前三十八頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)產(chǎn)品性價(jià)比1、材料的選用2、先進(jìn)的工藝制程3、嚴(yán)格的生產(chǎn)過(guò)程控制39目前三十九頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)材料的選用1.供應(yīng)商均經(jīng)過(guò)評(píng)價(jià)認(rèn)證2.品質(zhì)好價(jià)格高的材料40目前四十頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)先進(jìn)的工藝制程一、凈化廠房，潔凈度10000級(jí)，避免了粉塵灰粒的粘污二、全自動(dòng)的粘片、壓焊機(jī)，并有氮?dú)錃獗Ｗo(hù)三、所有產(chǎn)品經(jīng)過(guò)高溫老化，性能更穩(wěn)定更可靠四、精度高、穩(wěn)定性好的測(cè)試篩選設(shè)備，DTS-1000，△Vbe41目前四十一頁(yè)\總數(shù)四十五頁(yè)\編于十二點(diǎn)產(chǎn)品的特點(diǎn)1、電流特性好，飽和壓降小，在輸出相同的功率下，晶體管消耗的功率小，發(fā)熱量低2、產(chǎn)品種類型號(hào)豐富，專門針對(duì)節(jié)能燈、電子鎮(zhèn)流器進(jìn)行