在半導體封裝領域,鍵合線作為連接芯片與外部框架的"關鍵橋梁",其性能直接影響整個電子系統的可靠性與壽命。隨著汽車電子、工業控制和新能源領域的快速發展,對鍵合材料的要求也日益嚴格。
賀利氏電子憑借其深厚的技術積累,推出了一系列創新的鋁線和粗銅線解決方案,為功率電子封裝提供了更多優化選擇。
01 鋁線鍵合技術的創新與發展
賀利氏在鋁線鍵合材料領域擁有完整的產品系列,針對不同的應用場景提供了專業化的解決方案。
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02 核心產品深度解析 Al Prime
以應用廣泛的Al Prime為例,該產品采用高純度鋁基材,通過添加并均勻分布鎳(Ni)等微量元素,顯著提升了材料的耐水汽腐蝕性能。Al Prime能滿足汽車和電力電子領域對鍵合連接可靠性日益提高的需求。
2.1 產品核心優勢:
卓越的抵抗水汽腐蝕能力
可以做軟態(S)和硬態(M)兩種狀態
具備寬泛的鍵合工藝窗口
可以被加工成鋁帶產品
2.2 線材顯微組織結構
通過優化的熱處理工藝,Al Prime形成了成分均勻、形態一致的再結晶晶粒組織,徹底消除了冷加工后的纖維狀結構。這種均勻的晶粒結構使線材更具柔韌性,從而顯著提高了結合力與抗應力腐蝕能力。
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03 鍵合驗證與可靠性表現
3.1客戶應用案例
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鍵合關鍵質量特性(CTQ)表現如下:
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關鍵的鍵合結果能完全滿足客戶標準。
3.2可靠性測試分析
3.2.1 抗水汽腐蝕測試
Pressure CookerTest(高溫蒸煮)(PCT:121°C, 100% humidity, 2 bar)
測試結果顯示20mil Al Prime鋁線在經過PCT250小時后,抗拉強度沒有出現明顯衰減的跡象,說明該型號鋁線具有出色的抗水汽腐蝕的能力。
在鋁凝固階段,微量鎳原子會向晶界偏聚。它們吸附在陰極活性位點上,通過提高析氫過電位抑制關鍵的陰極反應,直接降低腐蝕電流并減緩鋁的陽極溶解。同時,鎳的偏聚還通過調節局部電化學環境、降低微區電位差,進一步減弱腐蝕驅動力。
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3.2.2 抗熱疲勞測試
Power CyclingTest(功率循環測試)
以下數據來自賀利氏與賽米控的聯合實驗,12mil Al Prime鍵合于二極管芯片,從以下測試條件及結果可以看出,隨著結溫(ΔTj)升高,功率循環壽命顯著下降。
焊點脫落是主要的失效模式,由于芯片與線材之間的熱膨脹系數的差異,以及在不斷的溫沖影響下,結合面抵抗熱疲勞的能力退化,導致裂紋產生。
優化方向: 為提升抗熱疲勞性能,可考慮采用CuCorAl或Cu鍵合材料。
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04結論與展望
賀利氏電子的鋁線解決方案通過持續的合金優化與工藝創新,在傳統功率封裝領域中持續提供高可靠性價值。Al Prime等產品憑借其優異的抗腐蝕性和穩定的鍵合性能,已成為嚴苛環境應用的理想選擇。
與此同時,為滿足更高性能需求,賀利氏已布局粗銅線鍵合技術,通過材料與工藝的雙重突破,為下一代功率電子封裝提供更強動力。
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