随着新能源汽车的飞速发展,汽车中碳化硅功率模块的广泛使用,催生SiC和GaN等宽禁带半导体芯片的普及应用,对功率器件封装的高性能和高可靠性要求逐渐苛刻,烧结银工艺成为更多人的优先项选择。 

SiC封装银烧结设备供应商(更新至2024年6月)

基本半导体的Pcore™6碳化硅功率模块(采用银烧结工艺)

华安证券机构测算,国内纳米银烧结存量市场规模从 2023年的 1.39亿元增长至 2030年的 22.68亿元,新增市场规模从 2023年的 0.34亿元增长至 2030年的 6.52亿元。目前国内纳米银烧结设备基本进口,主要还是Boschman和ASMPT,国产化需求空间大。
银烧结工艺原理
银烧结技术也被成为低温连接技术(Low temperature joining technique,LTJT),作为一种新型无铅化芯片互连技术,可在低温(<250℃)条件下获得耐高温(>700℃)和高导热率(~240 W/m·K)的烧结银芯片连接界面。
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银烧结工艺的原理主要是通过高温下的烧结过程,使银粉颗粒之间结合在一起,形成致密的金属结构。这种致密的结构能够提高银制品的导电性和热导率,并且具有良好的机械性能和化学稳定性。银烧结工艺广泛应用于电子工业、电力工业等领域,制备导电连接器、散热器、电子封装等产品。   

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图 (a–c) MOD 辅助烧结机制示意图((d) 为 (b) 中特定区域的放大视图)

银烧结工艺优势

在器件封装环节,由于纳米银烧结工艺技术具备三大优势,契合三代半导体封装需求,因此,纳米银烧结设备是碳化硅封装固化工艺的最核心设备。    

  • 纳米银烧结可实现低温制备以及长时间的高温服役。可以在 250 度左右进行烧结,而工作温度可以到 900 度。
  • 纳米银烧结工艺实现高热导率和电导率,因为烧结完成后就是一整块银。
  • 在芯片烧结层形成可靠的机械连接和电连接,有效降低热阻和内阻,整体 提升模块性能及可靠性。   

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图 SiC MOSFET封装模块剖面图,来源:铟泰

对于 SiC器件而言,封装技术的未来发展方向在于银烧结工艺、新型叠层结构,以及离散化、高温化等方面的深度融合。

银烧结设备供应商
1
苏州博湃半导体半导体技术有限公司 
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官网:http://www.bopaisemi.com   

博湃专注于能够通过FAM技术(用于双面冷却模块)和银烧结技术(用于提供性能和可靠性)收益的应用领域。

2021年博湃全资收购宝士曼公司,2022年宝士曼收购Boschman,并在苏州建厂。在今年3月份,博湃半导体完成了数亿元股权融资。本轮融资由天创资本领投,永鑫方舟跟投,募集资金主要用于扩大产能。    

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在第三代半导体SiC功率模块方面,我司的银烧结技术亦是全球市场领导者。2014年率先将动态压头烧结设备投放市场。2016年为半导体公司完成T*模块的封装开发,原型样品制作,以及并为大规模生产的提供了完整的工艺流程。以此实现了新能源汽车公司对于SiC功率模块的量产化应用。   

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Sinterstar Innovate系列

该系列适用于加压式银烧结,提供多种适用于研发、中小和大批量环境的解决方案。

这是最通用的半自动烧结系统,适用于所有环保无铅的芯片粘接技术。该系统适用于烧结各种不同的器件,包括 LED、电源、绝缘栅双极晶体管 (IGBT)、方形扁平无引线 (QFN) 器件、夹具/散热器、晶闸管和定制的电源模块器件。Sinterstar Innovate-F-XL 的优势在于提供 350 x 270 mm 的最大烧结面积和高达 320℃ 的精确温度控制。借助独特的高精度动态压头压力控制技术,还能同模烧结具有不同厚度的多个芯片,确保提供可控且可预测的键合强度。
2
奥芯明半导体ASMPT 
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官网:https://www.asmpt.com/ 

全球总部位于新加坡的ASMPT,是全球唯一一家为电子制造过程所有主要步骤提供高质量解决方案的公司:从设备到多工厂级自动化概念的智能制造。从芯片互连载体到芯片组装和封装,再到表面贴装技术(Surface Mount Technology,SMT),ASMPT的产品包括晶片沉积和激光开槽,至各种把精密电子和光学元件塑造、组装和封装为各种包括电子、移动通信、计算技术、汽车、工业和LED(显示器)终端用户设备的解决方案。

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SilverSAM™ 系列

SilverSAM 银烧结设备具备专利防氧化及均匀压力控制技术,除确保基本高强度烧结键合,对应导热性和导电性的要求外,更能提高 IPM 芯片密度的设计,并配合未来铜烧结键合的方向,有效帮助 SiC 模块充分发挥高功率的性能。借助高效的 ASMPT SilverSAM™,零部件制造商可以生产出具有改善电力和热性能的更耐用的功率模块。
3
合肥恒力装备有限公司
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官网:http://www.ecmee.com/     

合肥恒力装备有限公司创建于1992年。公司致力于工业电加热设备、系统集成和环保装备三大业务领域 ,将产业发展定位在由电子元器件装备、新能源装备、电子电镀装备组成的主导产业;由智能制造、新材料、表面清洗、环保节能处理组成的重点产业以及由智能制造、先进新材料组成的培育产业等三大产业方向。

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4
诚联恺达科技有限公司

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官网:http://www.bjclkdkj.com/

诚联恺达科技有限公司成立于2021年4月,公司前身为成立于2007年的北京诚联恺达科技有限公司,多年来专注于先进半导体封装设备行业。   

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图源:碳化硅芯观察

诚联恺达表示,VS10-lI的压制模具,烧结压力范围可以做到5MPa-30MPa之间,压力控制精度:士0.1MPa,承压平台烧结芯片最高温度: 300°C,控温精度: 士1%。腔体极限真空: <10Pa,真空泄漏率: <0.5Pa/min。满足大部分碳化硅模组封装的银烧结要求。

KD-VS10-11可大大减少机台的维护工作及停机时间,并且支持全工艺过程的真空环境以及氮气气氛、甲酸气氛。

5
AMX 

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官网:https://www.amx-automatrix.cn/

在电力电子设备(压力烧结机和声学扫描显微镜)行业有着丰富的经验和多项全球专利。经过多年研究,开发了一系列与芯片贴装相关的设备并获得了专利,这些设备现已在世界各地广为人知。AMX公司有X-烧结机 P50系列、X-烧结机 P100系列和X-烧结机 P200X系列三大系列,以P200系列为例:

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P200X系列,是一款压力烧结机的新的专利产品,可大大减少维护工作并避免停产。基于AMX 在线式模块化工作站的概念,确保生产过程的灵活性和准确性。易于拆卸的冲压摸具可应对生产品种的多样化,避免长时间停机。拥有物联网连接的硬件和先进的软件,具有直观的操作界面和完整的可追溯性。
6
日本NIKKISO日机装 
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官网:https://www.nikkiso.com/

SiC封装银烧结设备供应商(更新至2024年6月)SiC封装银烧结设备供应商(更新至2024年6月)SiC封装银烧结设备供应商(更新至2024年6月)

7
珠海市硅酷科技有限公司
SiliCool基于自有核心底层运控算法系统的技术,对空间精准贴合技术的各种应用进行深度研发,完成智能高速高精设备的制造和销售,服务于涵盖光学光电、先进封装、功率半导体、新能源等领域的相关头部客户。     

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全自动预烧结设备SW1000打破欧美垄断,已进入主流车企和碳化硅IDM客户,是国产唯一得到头部客户量产认证的全自动预烧结贴片设备。支持银膏和银膜工艺。采用最新的贴合头设计,生产效率领先海外竞品20%,最高设备精度可达±7um。支持各尺寸晶圆、华夫盘、编带多种形式的自动上下料,全面满足多元物料应用场景。   

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8
深圳市先进连接科技有限公司 
          
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官网:http://www.ajmtech.cn/

深圳市先进连接科技有限公司是一家集纳米银烧结材料及芯片封装用烧结设备研发、生产、销售、咨询及技术服务于一体的综合性高科技公司。

烧结设备包括AS系列预烧结机、AS-2.0烧结机、AS-3.0全自动烧结机等。

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快克智能装备股份有限公司 
     
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官网:https://quick-global.com/

快克智能装备股份有限公司创立于1993年(股票代码:603203),致力于为精密电子组装半导体封装检测领域提供智能装备解决方案。公司将精密焊接技术及装备自动化能力拓展至功率半导体等封装领域。

自主研发的纳米银烧结设备,突破第三代半导体功率芯片封装“卡脖子”技术,该项目已被江苏省工信厅认定为关键核心技术(装备)攻关产业化项目,随着IGBT多功能固晶机、甲酸焊接炉及固晶键合AOI的开发成功,已形成功率半导体封装成套解决方案的能力。

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快克芯装备自主研发的微纳金属烧结设备可满足:芯片烧结、Clip烧结以及Pin-Fin烧结等工艺需求。   

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在线烧结设备
10
嘉昊先进半导体(苏州)有限公司
         
嘉昊先进于2021年入驻紫竹麦垛(昆山)科技企业加速器,是该园区首家入驻企业。两年时间内,企业围绕半导体功率模块智能焊接设备的开发形成了包括纳米银烧结炉、氮气真空炉、IGBT模块组装一体机、电极端子折弯一体机、焊片整列机、晶圆裂片机、匀胶机等在内的多项拥有自主知识产权的产品。去年底,嘉昊先进研发出国内首台真空回流焊接炉设备,能够有效控制助焊剂飞溅扩散,并可在氮气环境中进行焊接,推动气泡率降至0.5%以下,为行业知名功率半导体器件及材料厂商所采用。
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北京中科同志科技股份有限公司
      
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官网:http://www.tonzh.com/    

北京中科同志科技股份有限公司(以下简称“同志科技”或“北京同志科技有限公司”),是一家专业的电子组装设备及服务提供商,是从事SMT生产设备及耗材的研发、生产、销售并举的高新技术企业,于2015年11月5日完成股份制改造。

除以上公司外,荷兰的Besi Singapore、德国PINK GmbH Thermosysteme公司、以及日本的Cosmo等也已进入银烧结设备竞争中。国内企业嘉源昊泽、昊越真空、帝科股份等目前有消息称银烧结设备已有产品。

资料来源于各大相关企业官网以及网络公开信息,侵删

原文始发于微信公众号(艾邦半导体网):SiC封装银烧结设备供应商(更新至2024年6月)

作者 li, meiyong