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。
基本半导体的Pcore™6碳化硅功率模块(采用银烧结工艺)
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。
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)
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。
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
SilverSAM™ 系列
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。
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。
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。
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:
官网:https://www.nikkiso.com/
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。
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。
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。
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。
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。
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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)