一、大功率器件制造工藝技術(shù)

1. 核心工藝技術(shù)

• 外延層設(shè)計(jì)與終端優(yōu)化：通過優(yōu)化外延層參數(shù)（如厚度、摻雜濃度）和終端結(jié)構(gòu)（如場(chǎng)限環(huán)、錢結(jié)高壓平面終端），提升器件耐壓能力和可靠性。

• 離子注入與退火技術(shù)：用于形成精確的摻雜區(qū)域，抑制表面反摻雜效應(yīng)，同時(shí)通過電子輻照技術(shù)縮短少子壽命，提高開關(guān)速度。

• 寬禁帶材料工藝：碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等第三代半導(dǎo)體材料的制造需采用特殊工藝，如SiC的肖特基勢(shì)壘二極管（SBD）結(jié)構(gòu)和GaN的常關(guān)型器件設(shè)計(jì)。

2. 封裝關(guān)鍵技術(shù)

• 散熱與熱管理：采用銅金剛石復(fù)合材料、雙面散熱基板（DBC/AMB）及銀燒結(jié)技術(shù)，降低熱阻（如SiC模塊熱阻可降低至傳統(tǒng)方案的1/2）。

• 高可靠性連接：金鋁線混打、粗銅線超聲鍵合及共晶焊技術(shù)，優(yōu)化電氣連接的穩(wěn)定性和抗應(yīng)力能力。

• 集成化封裝：如GaN的“合封”技術(shù)（驅(qū)動(dòng)器+器件集成），簡(jiǎn)化外圍電路設(shè)計(jì)，提升系統(tǒng)效率。

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二、封裝技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

1. 材料創(chuàng)新

• 導(dǎo)電金屬?gòu)?fù)合材料：鋁/銅金剛石復(fù)合電極替代傳統(tǒng)鉬電極，兼顧高導(dǎo)熱性和低熱膨脹系數(shù)。

• 銀燒結(jié)技術(shù)：替代傳統(tǒng)焊料，減少界面熱阻，提升長(zhǎng)期可靠性。

2. 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

• 三層堆疊簡(jiǎn)化：將傳統(tǒng)“電極-緩沖層-芯片-緩沖層-電極”結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為“電極-芯片-電極”，減少接觸熱阻。

• 雙面散熱模塊：通過DBC基板與芯片直接焊接，實(shí)現(xiàn)高效散熱，適用于大功率IGBT和SiC模塊。

三、市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域

1. 新能源與電力電子

• 光伏與風(fēng)能逆變器：SiC器件的高頻特性使電感/電容體積縮小40%，效率提升2%以上。

• 電動(dòng)汽車：SiC MOSFET替代IGBT，實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制器效率提升5%-8%，續(xù)航里程增加7%。

2. 工業(yè)與消費(fèi)電子

• 工業(yè)電源：GaN器件在LLC諧振變換器中應(yīng)用，功率密度提升30%，適用于服務(wù)器和儲(chǔ)能系統(tǒng)。

• 快充市場(chǎng)：GaN合封方案（如納微GaNFast）推動(dòng)65W以上快充普及，體積縮小30%。

3. 新興領(lǐng)域拓展

• 數(shù)據(jù)中心：SiC功率模塊用于UPS和服務(wù)器電源，降低PUE值（能源使用效率）。

• 航空航天：耐高溫SiC器件應(yīng)用于衛(wèi)星電源和電動(dòng)飛機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)。

四、技術(shù)挑戰(zhàn)與未來方向

1. 核心挑戰(zhàn)

• 散熱與可靠性：大功率器件結(jié)溫每升高10℃，壽命縮短50%，需開發(fā)新型熱界面材料和封裝結(jié)構(gòu)。

• 成本控制：SiC晶圓良率低于硅基器件，需優(yōu)化外延生長(zhǎng)和芯片設(shè)計(jì)以降低成本。

2. 未來趨勢(shì)

• 材料升級(jí)：GaN-on-SiC（硅基碳化硅）和SiC外延技術(shù)進(jìn)一步降低成本。

• 智能化封裝：集成傳感器和數(shù)字控制功能，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)熱管理和故障預(yù)。

五、市場(chǎng)前景

• 規(guī)模增長(zhǎng)：2025年全球SiC功率器件市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)20億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率超30%；GaN快充市場(chǎng)占比將突破40%。

• 競(jìng)爭(zhēng)格局：英飛凌、安森美主導(dǎo)SiC市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)（如英諾賽科、華潤(rùn)微）通過合封技術(shù)切入消費(fèi)電子和工業(yè)領(lǐng)域。

功率器件芯片清洗劑選擇：

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長(zhǎng)期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長(zhǎng)枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤(rùn)濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國(guó)外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國(guó)產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。

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