功率器件封装工艺流程45页PPT
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功率器件封装工艺详解
功率器件定义与分类
功率器件定义：用于控制和转换电能的电子器件 功率器件分类：按照工作电压、电流、频率等参数进行分类 常见功率器件：二极管、晶体管、晶闸管等 功率器件应用：电机控制、电源转换、逆变器等
封装工艺在功率器件中的作用
提高器件稳定性
增强器件散热性能
确保器件电气性能
方便器件安装与使 用
封装工艺对功率器件性能的影响
机械强度不足导致的故障
故障现象：功率器件封装机械强度不足，可能导致器件损坏或性能下降 原因分析：封装材料选择不当、封装工艺不合理、器件结构不合理等 解决方案：优化封装材料选择，改进封装工艺，加强器件结构设计 预防措施：加强封装工艺控制，提高器件机械强度，定期进行性能检测
电气性能不稳定导致的故障
故障现象：功率器件电气性能不稳定，可能导致电路异常、过热、短路等问题 原因分析：器件老化、制造工艺问题、使用环境恶劣等 解决方案：优化器件设计、加强制造工艺控制、改善使用环境等 预防措施：定期检查、维护、更换功率器件，确保设备正常运行
耐温要求：功率器件封装应能够在高温环境下稳定工作，并承受一定的温 度波动和冲击。
可靠性要求：功率器件封装应具有较高的可靠性和稳定性，能够保证长时 间的正常工作。
机械强度要求
封装结构强度：能够承受机械应力和振动 封装材料强度：具有足够的机械强度和耐久性 封装工艺要求：确保封装结构在制造过程中不受损坏 可靠性测试：通过严格测试确保封装结构在各种环境下的稳定性
可靠性不达标导致的故障
器件老化：由于长 时间使用或高温环 境导致器件性能下 降
封装材料问题：封 装材料选择不当或 质量不佳导致器件 性能不稳定
制造工艺问题：制 造工艺不规范或操 作不当导致器件性 能不达标
功率器件封装工艺流程ppt
目的
将功率器件按照电路连接需求装配到预定位置，实现电路功能。
主要步骤
定位：确定器件在封装板上的位置，确保器件与电路板连接的准确性；- 插入引脚：将器件引脚插入到封装板上的引脚孔中；- 固定：采用焊接、压接等方式固定器件在封装板上。
装配
检测
检测封装后的功率器件是否符合技术要求，保证产品的质量和可靠性。
目的
电性能检测：检测封装后的功率器件的电气性能指标是否符合设计要求；- 外观检测：检查封装后的器件表面及引脚是否完好无损，是否符合外观标准；- 环境适应性检测：模拟器件在实际使用中可能遇到的环境条件，检测其稳定性和可靠性。
主要步骤
封装工艺材料
03
03
介质损耗因数
绝缘材料在交流电压作用下消耗的能量与总能量之比，反映材料的介质损失。
封装工艺与功率器件性能
背景介绍
1
封装工艺重要性
2
3
良好的封装工艺能够保护功率器件免受环境影响，提高器件性能和稳定性。
提高器件性能
功率器件在工作过程中会产生大量热量，良好的封装工艺能够增强器件的散热能力，保证器件的正常运行。
增强散热能力
封装工艺对功率器件的电路设计具有重要影响，良好的封装设计方案能够优化电路布局和性能。
环境友好型封装技术
IPC及其他国际质量标准在封装行业的应用情况
06
IPC标准的制定
IPC标准是电子封装行业的基础标准之一，包括封装设计、制造、组装和测试等方面的标准，对提高封装质量和可靠性具有重要意义。
IPC在封装行业的应用情况
IPC标准的推广
IPC标准在电子封装行业得到了广泛的应用和推广，特别是在微电子、半导体等领域，已经成为封装企业必须遵守的基础标准之一。
功率器件封装工艺流程
功率器件封装工艺流程
2023-11-07
contents
目录
• 功率器件封装概述 • 前段封装工艺 • 后段封装工艺 • 特殊封装工艺 • 封装工艺材料与设备 • 封装工艺研究与发展趋势
01
功率器件封装概述
封装的作用与重要性
1 2 3
提高功率器件的可靠性
通过封装，可以保护功率器件免受环境因素（ 如温度、湿度、尘埃等）的影响，提高其可靠 性。
成品测试
外观检查
对封装完成的功率器件进行外观检查，包括 器件的高度、平整度、引脚是否歪斜等。
电气性能测试
对封装完成的功率器件进行电学性能测试，包括导 通电阻、耐压、电流等参数的测试。
环境适应性测试
对封装完成的功率器件进行环境适应性测试 ，包括高温高湿、振动、盐雾等恶劣环境的 测试。
04
特殊封装工艺
实现标准化和批量生产
通过封装，可以将不同规格和类型的功率器件 进行标准化，从而实现批量生产，提高生产效 率。
提高功率器件的性能
通过先进的封装技术，可以改善功率器件的性 能，例如降低内阻、提高散热性能等。
封装工艺的基本流程
引线键合
将芯片上的电极与引线连接起来， 通常采用超声波键合或热压键合等 方法。
感谢您的观看
THANKS
封装设备
切割设备பைடு நூலகம்
用于将功率器件从原始芯片中分离出来， 并进行初步的切割和形状加工。
清洗设备
用于清洗封装过程中的各种材料和器件， 保证其清洁度和质量。
焊接设备
用于将金属引脚或其他连接件焊接到功率 器件上，保证其可靠性和稳定性。
检测设备
用于检测封装后的功率器件性能和质量， 包括电气性能测试、外观检测等。
2023-11-07
contents
目录
• 功率器件封装概述 • 前段封装工艺 • 后段封装工艺 • 特殊封装工艺 • 封装工艺材料与设备 • 封装工艺研究与发展趋势
01
功率器件封装概述
封装的作用与重要性
1 2 3
提高功率器件的可靠性
通过封装，可以保护功率器件免受环境因素（ 如温度、湿度、尘埃等）的影响，提高其可靠 性。
成品测试
外观检查
对封装完成的功率器件进行外观检查，包括 器件的高度、平整度、引脚是否歪斜等。
电气性能测试
对封装完成的功率器件进行电学性能测试，包括导 通电阻、耐压、电流等参数的测试。
环境适应性测试
对封装完成的功率器件进行环境适应性测试 ，包括高温高湿、振动、盐雾等恶劣环境的 测试。
04
特殊封装工艺
实现标准化和批量生产
通过封装，可以将不同规格和类型的功率器件 进行标准化，从而实现批量生产，提高生产效 率。
提高功率器件的性能
通过先进的封装技术，可以改善功率器件的性 能，例如降低内阻、提高散热性能等。
封装工艺的基本流程
引线键合
将芯片上的电极与引线连接起来， 通常采用超声波键合或热压键合等 方法。
感谢您的观看
THANKS
封装设备
切割设备பைடு நூலகம்
用于将功率器件从原始芯片中分离出来， 并进行初步的切割和形状加工。
清洗设备
用于清洗封装过程中的各种材料和器件， 保证其清洁度和质量。
焊接设备
用于将金属引脚或其他连接件焊接到功率 器件上，保证其可靠性和稳定性。
检测设备
用于检测封装后的功率器件性能和质量， 包括电气性能测试、外观检测等。
IC封装工艺流程ppt课件
精选课件ppt
5
傳統 IC 主要封裝流程-2
精选课件ppt
6
芯片切割 (Die Saw)
目的：用切割刀将晶圆上的芯片切 割分离成单个晶粒(Die)。
其前置作业为在芯片黏贴(Wafer Mount)，即在芯片背面贴上蓝膜 (Blue Tape)并置于铁环(Wafer Ring) 上，之后再送至芯片切割机 上进行切割。
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7
晶粒黏贴 (Die Bond)
目的：将晶粒置于框架(Lead Frame) 上，并用银胶(Epoxy)黏着固定。
导线架是提供晶粒一个黏着的位置 (称作晶粒座，Die Pad)，并预设有 可延伸IC晶粒电路的延伸脚。黏晶完 成后之导线架则经由传输设备送至金 属匣(Magazine)内，以送至下一制 程进行焊线。
Dam Bar
去胶位置
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18
去纬 (Trimming)
去纬（Trimming）的目的： 去纬是指利用机械模具将脚间金属连接杆切除。
去纬位置
外腳位置
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19
去框 (Singulation)
去框（Singulation）的目的： 將已完成盖印（Mark）制程 的Lead Frame，以沖模的方 式将Tie Bar切除，使 Package与Lead Frame分开， 方便下一个制程作业。
型
精选课件ppt
22
检验 (Inspection)
在制程当中，为了确保产品之质量，也需要做一些检测
(In-Process Quality Control)。如于焊线完成后会进行 破坏性试验，而在封胶之后，则以X光(X-Ray)来检视胶 体内部之金线是否有移位或断裂之情形等等。一颗已完
功率器件封装工艺流程
不够
件，压力 、功率、时间。
1、在N2保护中压焊。
2、专职检验员，_ 每隔1h巡检一次。 3、引线强度的 X -R管理图。
框架管脚 质量
1、管脚牢固、平整。 2、管脚锡层光亮平整、不氧化。 3、高温老化后锡层不变色。
1、调整塑封工艺，以达到充分填充。 2、加强浸锡前，管脚处理。 3、老化烘箱采用N2保护。
24
提高产品可靠性 －封装工艺的严格控制
一、降低热阻 二、控制“虚焊” 三、增强塑封气密性
25
功率器件的重要参数－热阻
降低器件发热量的三个途径 一、通过优化电路，避免开关器件进入放大区，减
小器件上的功率消耗 。 二、降低器件的热阻，即提高器件的散热能力。 三、提高器件的电流性能，降低饱和压降 。
在电路和芯片都已固定的情况下，避免器件发热 失效重要的途径就是降低器件的热阻 。
26
功率器件的重要参数－热阻
一、热阻的定义 热阻(Rth)是表征晶体管工作时所产
生的热量向外界散发的能力，单位 为℃/W，即是当管子消耗掉1W时器 件温度升高的度数。 RTH总＝ RT1+ RT2+ RT3
27
功率器件的重要参数－热阻
温度的变化△T有近似线性的关系： △Vbe＝k△T
对于硅pn结，k约等于2，热阻的计算公式为： Rth＝△T/P 只需加一个稳定的功率，测量晶体管的△Vbe即 可计算出晶体管的热阻 RT。
31
热阻测试筛选设备的优点
进行热阻测试筛选，我们用的是日本 TESEC的△Vbe测试仪 。
32
热阻测试筛选设备的优点
4
功率器件后封装工艺流程－划片车间
日本DISKO划片机
5
功率器件后封装工艺流程 ——粘片
功率器件封装工艺流程ppt
将多个功率器件集成在一个模块中 进行封装，提高器件的集成度和可 靠性。
微型化封装
采用微电子制造技术，实现功率器 件的小型化和微型化。
绿色封装
采用环保材料和工艺，降低封装过 程对环境的影响，实现绿色生产。
高温超导技术应用
利用高温超导材料制作功率器件， 提高器件的效率和性能。
02
封装工艺流程
芯片准备
环境适应性检测
01
02
03
检测目的
评估封装后的功率器件在 不同环境条件下的性能表 现，确保其具有较高的可 靠性和稳定性。
检测内容
包括温度循环测试、湿度 测试、机械应力测试等。
检测方法
在环境试验箱内进行模拟 测试。
05
封装工艺问题及解决方案
引脚焊接不良
原因
引脚材料不纯或焊接温度不当，导致引脚与焊板焊接不牢固 。
引脚焊接
01
02
03
引脚准备
将引脚焊接在芯片上，并 调整引脚间距和高度。
焊接准备
清洁引脚和基板上的焊接 点，并涂上焊膏。
焊接操作
将引脚与基板上的焊接点 对齐，并使用焊接设备进 行焊接。
塑封固化
塑封材料准备
选择合适的塑封材料，并 进行称量和混合。
塑封操作
将塑封材料均匀涂抹在基 板上，并将芯片和引脚完 全覆盖。
环氧树脂具有优良的绝缘性能和加工性能，常用于高电压、高温、高频率的功率器件封装。硅酮树脂 具有优良的耐腐蚀性能和阻燃性能，常用于高电压、高温、高频率的功率器件封装。聚氨酯具有优良 的耐腐蚀性能和阻燃性能，常用于中低档功率器件封装。
04
封装质量检测与控制
外观检测
检测目的
确保封装后的功率器件外观符 合设计要求，无缺陷、无不良
微型化封装
采用微电子制造技术，实现功率器 件的小型化和微型化。
绿色封装
采用环保材料和工艺，降低封装过 程对环境的影响，实现绿色生产。
高温超导技术应用
利用高温超导材料制作功率器件， 提高器件的效率和性能。
02
封装工艺流程
芯片准备
环境适应性检测
01
02
03
检测目的
评估封装后的功率器件在 不同环境条件下的性能表 现，确保其具有较高的可 靠性和稳定性。
检测内容
包括温度循环测试、湿度 测试、机械应力测试等。
检测方法
在环境试验箱内进行模拟 测试。
05
封装工艺问题及解决方案
引脚焊接不良
原因
引脚材料不纯或焊接温度不当，导致引脚与焊板焊接不牢固 。
引脚焊接
01
02
03
引脚准备
将引脚焊接在芯片上，并 调整引脚间距和高度。
焊接准备
清洁引脚和基板上的焊接 点，并涂上焊膏。
焊接操作
将引脚与基板上的焊接点 对齐，并使用焊接设备进 行焊接。
塑封固化
塑封材料准备
选择合适的塑封材料，并 进行称量和混合。
塑封操作
将塑封材料均匀涂抹在基 板上，并将芯片和引脚完 全覆盖。
环氧树脂具有优良的绝缘性能和加工性能，常用于高电压、高温、高频率的功率器件封装。硅酮树脂 具有优良的耐腐蚀性能和阻燃性能，常用于高电压、高温、高频率的功率器件封装。聚氨酯具有优良 的耐腐蚀性能和阻燃性能，常用于中低档功率器件封装。
04
封装质量检测与控制
外观检测
检测目的
确保封装后的功率器件外观符 合设计要求，无缺陷、无不良
功率器件封装工艺流程课件
包装
入库
aging
Packing Ware house
打印 marking
管脚上锡 plating
功率器件后封装工艺流程 ——划片
圆硅片
划片及绷片 后的圆片
划片
划片：将圆片切割成单个分离的芯片 划片特点：日本DISCO划片机，具有高稳 定性，划片刀的厚度25um，芯片损耗小。
功率器件后封装工艺流程－划片车间
2、使用有N2保护的 烘箱，防止管子在高 温下氧化。
功率器件后封装工艺流程
电镀
切筋
老化
测试
检验
测试流程
成品管
测试分选 合格
QC 抽检 合格
成品包装
不合格品 不合格
QA 检验 合格
入成品库
不合格
抽检 合格
不合格
客户使用
粉碎 返工 返工 返工
包装
功率器件后封装工艺流程 ——测试设备
分选机 KT9614与DTS-1000
焊料
表面清洁光亮，无氧化及 斑点、粘污等不良现象。
工艺保证
每片先试粘一条，试推力， 符合工艺规范才下投。
与芯片、框架两者之间的浸 润性良好，溶化后无颗粒状。
引线框架 粘接强度
表面平整、清洁、光亮无 焊料点上熔化后，焊料与之
氧化，无斑点。
的浸润好。
1、推力：mm2>1kg
2、焊料覆盖芯片面积 >95%(空洞面积<5%)
打印
塑封：压机注 塑，将已装片的 管子进行包封
塑封体 框架管脚
塑封示意图
塑封的特点
采用环氧树脂塑封材料 封装，阻燃，应力 小，强度高，导热 性好，密封性好， 保证晶体管大功率 使用情况下具有良 好散热能力，管体 温度低。
功率器件封装工艺流程
功率器件封装工艺流程第一步：准备工作准备工作主要包括确定封装工艺的要求和规格，准备所需的器件和材料，准备好工具和仪器设备。
在此步骤中，我们通常需要根据具体的封装要求选择适当的封装材料，同时根据设计要求准备好器件和焊接材料。
第二步：准备基板准备基板是封装工艺的关键步骤之一、首先，我们需要对基板进行清洁和去除表面污染物，确保基板的表面光滑和无划伤。
然后，根据实际需要，在基板上布置器件和线路，尽量减小电路的电阻、电感和电容。
第三步：粘贴器件将封装好的功率器件粘贴在基板上是接下来的一个重要步骤。
通常我们使用电镀膏或者焊锡酮来固定器件，确保其在焊接过程中的稳定性。
在粘贴器件之前，我们需要在基板上划定器件粘贴的位置和方向，以保证粘贴效果的准确和一致性。
第四步：焊接器件焊接器件是功率器件封装工艺流程的核心步骤之一、根据不同的封装要求和器件类型，我们可以选择手工焊接、表面贴装技术（SMT）焊接或者混合焊接等不同的焊接方式。
在焊接器件之前，我们首先需要涂上焊锡膏，并确保器件与基板的接触良好。
然后，通过热炉或者焊枪对器件进行加热，使焊锡膏熔化并与器件和基板之间形成可靠的焊点。
第五步：测试和质量控制在完成焊接之后，需要对封装好的功率器件进行测试和质量控制。
测试包括外观检查、电气性能测试和可靠性测试等。
外观检查主要是对封装好的器件进行目视检查，确保其外观完整和无明显缺陷。
电气性能测试包括对功率器件的电流、电压和功率等进行测试，以验证其性能是否符合规格要求。
可靠性测试主要是对器件在不同环境下的长期运行和耐久性进行测试，以验证其可靠性和稳定性。
第六步：封装和包装最后一步是对封装好的功率器件进行封装和包装。
封装主要是将器件放入封装盒或者管子中，以保护器件的外观和内部结构。
包装主要是将封装好的器件放入塑料袋、泡沫箱或者纸箱中，以方便运输和储存。
在封装和包装过程中，我们需要特别注意保护器件的敏感部分，避免机械性和静电损坏。
总结起来，功率器件封装工艺流程通常包括准备工作、准备基板、粘贴器件、焊接器件、测试和质量控制，以及封装和包装等步骤。
《IC封装工艺流程》课件
《IC封装工艺流程》PPT 课件
在这份PPT课件中，您将了解IC封装的工艺流程。从概述到工艺流程介绍， 再到封装材料和性能要求，最后探讨发展趋势。欢迎加入我们的封装之旅！
概述
IC封装是指将集成电路芯片封装成完整的器件，其主要作用是保护芯片，提供电气连接，并具备对外连接的功 能。IC封装工艺流程是实现可靠封装的关键。
工艺流程介绍
1
前段工艺流程
通过制作晶圆和芯片的工序，为IC封装做好前期准备。
2
中段工艺流程
包括切割芯片、焊接引脚以及填充封装材料的阶段。
3
后段工艺流程
进行测试和后道加工，确保封装后的芯片能够正常工作。
封装材料
有机硅材料
具有良好的抗振性和耐高温性能，常用于封装大功率和特殊要求的芯片。
水晶胶材料
具有高密度、高可靠性和优良的封装性能，适用于微型封装和高速封装。
高性能
满足不断增长的计算和数据处 理需求，封装工艺必须提供更 高的性能。
多功能集成
封装工艺将不仅仅关注电气连 接，还将集成更多的功能，如 传感器和无线通信模块。
结论
IC封装工艺流程的重要性
IC封装工艺流程对集成电路的性能有着重要的影响， 决定着封装的可靠性和稳定性。
技术不断发展
随着技术的不断发展，IC封装工艺流程将扮演越来 越重要的角色，推动集成电路技术的进步。
熔融金属材料
具有优良的导热性和电气连接能力，常用于封装要求高导热性能的芯片。
性能要求1 导热性能确保片能够有效散热， 防止过热而损坏。
2 封装密度
提高芯片封装的密度，实 现更高的功能集成。
3 密封性能
保证封装材料的密封性， 避免灰尘、湿气等外界物 质进入封装内部。
在这份PPT课件中，您将了解IC封装的工艺流程。从概述到工艺流程介绍， 再到封装材料和性能要求，最后探讨发展趋势。欢迎加入我们的封装之旅！
概述
IC封装是指将集成电路芯片封装成完整的器件，其主要作用是保护芯片，提供电气连接，并具备对外连接的功 能。IC封装工艺流程是实现可靠封装的关键。
工艺流程介绍
1
前段工艺流程
通过制作晶圆和芯片的工序，为IC封装做好前期准备。
2
中段工艺流程
包括切割芯片、焊接引脚以及填充封装材料的阶段。
3
后段工艺流程
进行测试和后道加工，确保封装后的芯片能够正常工作。
封装材料
有机硅材料
具有良好的抗振性和耐高温性能，常用于封装大功率和特殊要求的芯片。
水晶胶材料
具有高密度、高可靠性和优良的封装性能，适用于微型封装和高速封装。
高性能
满足不断增长的计算和数据处 理需求，封装工艺必须提供更 高的性能。
多功能集成
封装工艺将不仅仅关注电气连 接，还将集成更多的功能，如 传感器和无线通信模块。
结论
IC封装工艺流程的重要性
IC封装工艺流程对集成电路的性能有着重要的影响， 决定着封装的可靠性和稳定性。
技术不断发展
随着技术的不断发展，IC封装工艺流程将扮演越来 越重要的角色，推动集成电路技术的进步。
熔融金属材料
具有优良的导热性和电气连接能力，常用于封装要求高导热性能的芯片。
性能要求1 导热性能确保片能够有效散热， 防止过热而损坏。
2 封装密度
提高芯片封装的密度，实 现更高的功能集成。
3 密封性能
保证封装材料的密封性， 避免灰尘、湿气等外界物 质进入封装内部。