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普萊信Clip Bond封裝整線設備,獲功率半導體國際巨頭海外工廠訂單

作者: 時間:2025-06-16 來源: 收藏


本文引用地址:http://2s4d.com/article/202506/471368.htm

據(jù)悉,在高端Clip封裝設備領域長期由少數(shù)國際巨頭把持的局面下,近期,中國半導體裝備制造商普萊信實現(xiàn)了重大突破,普萊信Clip Bond封裝整線設備(涵蓋高精度固晶機、夾焊機及在線式真空爐)獲功率半導體國際巨頭海外工廠的訂單,該產(chǎn)品線此前已成功導入國內(nèi)多家頭部功率器件大廠的核心量產(chǎn)線。國產(chǎn)高端Clip Bond封裝整線設備首次實現(xiàn)規(guī)模化出口,這一里程碑事件,驗證了普萊信技術滿足大電流功率器件的嚴苛封裝要求,并具備國際競爭力。

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Clip封裝:大電流時代的必然選擇

在電動汽車、工業(yè)電機、數(shù)據(jù)中心及高功率快充等領域的強勁需求推動下,功率半導體器件正朝著更高電流密度、更高功率密度、更高可靠性及更低熱阻的方向飛速演進。傳統(tǒng)引線鍵合(Wire Bonding)技術因其金屬線固有的電阻高、載流能力有限、熱管理瓶頸及潛在的引線斷裂/脫焊風險,已成為制約中高功率器件(如IGBT模塊、SiC MOSFET模塊)性能提升的關鍵障礙。

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Clip (Copper Lead-frame Interconnect Package,銅帶引線框架互連封裝) 工藝應運而生,其核心創(chuàng)新在于摒棄易受限的金屬線,采用扁平、寬厚的銅帶(Clip)直接連接芯片(Die)頂部與外部引線框架或基板。這一結構性變革帶來了顛覆性優(yōu)勢:

1.電流承載能力躍升:銅帶截面積遠超金屬線,顯著降低電阻,提升電流承載能力(可達傳統(tǒng)線鍵合的5-10倍),滿足高功率模塊的嚴苛需求。

2.熱阻大幅降低:銅帶提供了高效、低熱阻的散熱路徑,能快速將芯片產(chǎn)生的巨大熱量傳導至基板或散熱器,極大提升器件可靠性和壽命。

3.電感最小化:扁平互連結構比弧形金屬線具有更低的寄生電感,提升器件在高頻開關(尤其在SiC/GaN應用中)的性能和效率。

4.封裝體積優(yōu)化:銅帶結構緊湊,有助于實現(xiàn)更小型化、更高功率密度的模塊設計。

正是這些不可替代的優(yōu)勢,使Clip工藝迅速成為大電流、高功率密度IGBT、SiC MOSFET模塊封裝的標準解決方案。

市場格局與設備挑戰(zhàn):效率、精度與成本

英飛凌(Infineon)、安森美(ON Semiconductor)、三菱電機(Mitsubishi Electric)、富士電機(Fuji Electric)、美臺(DIODES)等國際巨頭在高端功率模塊市場占據(jù)主導,其Clip產(chǎn)線對設備的性能和穩(wěn)定性要求極其苛刻。國內(nèi)市場上斯達半導、比亞迪半導體、中車時代電氣、華潤微等中國廠商正加速布局高性能功率芯片,對具備量產(chǎn)能力的先進Clip封裝設備需求迫切。面對大規(guī)模量產(chǎn),市場對Clip設備的核心要求聚焦于:

1.高效率:滿足汽車等領域的巨大產(chǎn)能需求。

2.高精度與一致性:確保銅帶精準放置、焊接可靠(尤其是點膠/焊膏控制),直接影響模塊的電流承載能力和長期可靠性。

3.低綜合運行成本:降低耗材(如密封圈)、氣體(如氮氣)消耗和維護成本。

4.穩(wěn)定性與良率:解決工藝痛點(如“炸錫”),保障連續(xù)生產(chǎn)。

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贏得海內(nèi)外頂級客戶青睞,源于其精準解決了Clip量產(chǎn)中的核心痛點

一、為高功率量產(chǎn)而生:兼容性與效率雙優(yōu)

普萊信整線支持8英寸及12英寸晶圓尺寸,滿足當前及下一代功率芯片大規(guī)模生產(chǎn)的需求。其設備架構深度優(yōu)化,被客戶驗證具備行業(yè)領先的高精度、高效率與兼容性,為功率模塊的規(guī)?;⒌统杀局圃焯峁┝藦姶笱b備支撐。

二、精密點膠:大電流可靠性的基石

銅帶與芯片間的底部填充/粘接材料(如燒結銀膏、環(huán)氧膠)的涂布精度和一致性,直接決定了互連界面的熱阻、電阻及長期可靠性。普萊信創(chuàng)新采用可配置多點膠系統(tǒng)(最多6頭),其核心價值在于每個點膠頭均可實現(xiàn)獨立閉環(huán)控制的超高精度膠量輸出。這種設計確保了在高速生產(chǎn)下,點膠位置、形狀和體積的極致精準與均勻,徹底杜絕因點膠不良(缺膠、溢膠)導致的局部熱點或連接失效風險,為大電流承載的穩(wěn)定性保駕護航。

三、真空爐革命:可靠性躍升與成本銳減

真空回流焊接是確保銅帶與芯片形成高強度、低空洞率互連的關鍵步驟,也是傳統(tǒng)產(chǎn)線的“成本與良率洼地”。普萊信的在線式真空爐實現(xiàn)了顛覆性創(chuàng)新:

1.超長壽命密封:核心密封部件壽命從行業(yè)普遍的1-2周,革命性提升至6個月以上,極大減少停機維護和備件成本,提升設備綜合利用率(OEE)。

2.根治“炸錫”頑疾:通過創(chuàng)新的熱場控制與壓力管理,有效抑制了焊料飛濺(“炸錫”),顯著提升焊接良率和模塊絕緣可靠性。

3.氮氣消耗大幅降低:優(yōu)化的流場設計與密封技術,實現(xiàn)氮氣消耗量顯著下降,直接降低客戶長期運行成本。

4.無縫在線集成:與前后道設備流暢對接,提升整線自動化水平和生產(chǎn)效率。

未來展望:Clip工藝與第三代半導體的共舞

隨著800V高壓平臺電動車普及及SiC/GaN器件滲透率加速提升,對功率模塊的電流密度、開關頻率、工作溫度及可靠性要求將達到前所未有的高度。Clip封裝作為承載這些器件的首選工藝,其設備必須向更高精度、更高效率、更強穩(wěn)定性和更低綜合成本(CoO)持續(xù)進化。

普萊信智能Clip整線成功打入國際頂級客戶供應鏈,不僅是中國高端半導體裝備能力的有力證明,更彰顯了其技術在滿足未來大電流、高可靠性封裝需求上的前瞻性。其在大尺寸晶圓支持、精密點膠控制、高可靠低耗真空焊接等方面的突破,直指功率半導體封裝升級的核心訴求。對于致力于在激烈市場競爭中構建性能與成本雙重優(yōu)勢的功率器件廠商而言,具備整線交付能力和顯著降本增效價值的國產(chǎn)高端裝備,正成為其提升核心競爭力的戰(zhàn)略選擇。普萊信的突破,標志著在決定功率半導體性能的關鍵封裝工藝領域,中國高端裝備已具備與國際領先者同臺競技的實力,并為全球功率電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的動能。



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