汉高:碳化硅、HBM存储等高成长,粘合剂技术如何助力先进封装

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电子发烧友网报道(文/黄晶晶)汉高粘合剂主要用于半导体封装、模块和消费电子设备的组装。只有集成电路设计和晶圆制造方面的材料,汉高暂未涉及。汉高在德国总部杜塞尔多夫、美国尔湾、日本东京、韩国首尔、中国上海等多地建设研发中心,在全球众多地方建立应用技术中心。

先进封装

2023年汉高实现215亿欧元的销售额,中国是汉高的重要市场。汉高在上海建有三个研发中心,明年还将建立一个新的创新中心。2022年8月汉高在华南新的应用技术中心开幕,以更快速响应客户需求。2023年汉高在烟台动工了一座新工厂——鲲鹏,这是一座全球领先、大规模的新生产基地,将落成并投产。
 

丰富的产品组合

 
在最近的2024 SEMICON China展期间,汉高展示两款新品,一款是毛细底部填充胶UF 9000AE。这款底填胶具有低收缩率和高韧性,为芯片和底部填充胶提供抗裂性。可以满足对复杂的先进封装的设计,提高生产效率,降低生产成本。尤其是应用在手机应用处理器上,具有较强优势,获得客户认可。

先进封装
 
还有一款芯片粘接胶ABP 6392 TEA,这款胶最大的特色是具有较高导热率10瓦左右的同时,可以适用于8×8mm的芯片。“你可以想象这样尺寸的芯片,以及这么高导热率的情况下,封装体承受的应力很大。我们这款产品能够满足可靠性等各方面的要求。现在全球最领先的汽车芯片供应商已经开始使用了。”汉高粘合剂电子事业部亚太地区技术负责人倪克钒博士说道。
 
先进封装
 
汉高半导体封装全球市场负责人Ram Trichur从材料的导热、材料的平台以及应用三个维度解析不同导热指数的应用范畴。
 
汉高产品导热主要分成四档:10瓦以内是低导热,10到50瓦属于中等导热,50到200瓦属于高导热,高于200瓦属于超高导热。
 
按照应用划分,10瓦以内主要是涉及到模拟器件、MCU,包括传感器等等。传感器放热比较少,会用到低导热或者是绝缘导热的材料。中高导热主要涉及到功率管理器件。超高导热涉及能效转换和功率模组,会用到有压烧结材料。
 
基本上中低导热是传统银胶,高于50瓦的高导热用无压烧结,200瓦以上用有压烧结。
 
倪克钒博士解析,30瓦以下的芯片导热粘接胶,覆盖了80%、90%以上芯片封装的应用场合。无论是汽车的微处理器,还是消费电子大部分能够满足。
 
但是,不同的应用场景选择的封装形式不一样,对产品可靠性、材料性能的需求也不一样。导热只是其中一个维度,其可靠性可以跟材料其他的性能相关。因此除了在导热维度有很广的产品组合之外,还要平衡很多其他的性能,而我们在这个类型产品当中可以全覆盖所有的封装和所有的应用。
 
30瓦以上的应用方面,在5G功率放大器上,传输5G信号有更高导热芯片的需求。为此汉高开发了无压烧结的产品。该产品除了高导热以外,还有足够好的韧性,能够承受在封装当中所面临的应力。
 
此外,汽车功率器件需要30到200瓦的导热指数,会用到无压烧结的产品。例如,新能源汽车的逆变器,其功率器件采用碳化硅的芯片,这时需要更高导热的产品。200瓦以上导热产品的更多用于电力转化过程中。
 

助力汽车智能化进程

 
汉高在汽车芯片封装领域已经累积了许多经验。为全球的各大汽车芯片供应商都提供了很广泛的产品组合。
 
Ram Trichur表示,汽车的工况环境比较恶劣,需要长时间工作且保证不出问题,那么对于材料提出了更高的可靠性要求。汉高的产品能够承受grade 1, grade 2, grade 0不同的苛刻条件要求。同时对于冷热冲击和冷热循环可以到支持非常广的温度范围。
 
随着汽车的智能化,传感器越来越多。传感器涉及到芯片粘接,引线包封,结构件比如玻璃盖板的粘接。要实现粘接还要保证很好的可靠性,以及很好的应力控制,尤其是有些传感器芯片是用来捕捉光线的,所以说对于胶水本身高可靠性以及保持低应力提出了很大的挑战,这一块新的领域也是汉高非常擅长的。
 
随着整个汽车架构的发展,处理器的设计会更多地将先进封装引入其中。汉高积极配合客户的结构设计和高可靠性方面共同探索合作与发展。
 

领先的HBM材料解决方案

 
汉高一直为全球最领先的HBM供应商提供解决方案。倪克钒表示,汉高有非常全面的产品组合,包括毛细底填、预涂底填,以及模塑底填(molding underfill)等,汉高在这个领域里面具有非常深的knowhow,具有很强的技术能力,许多产品都是跟客户共同开发。
 
Ram解析,HBM是层叠式的存储器芯片,如何填充里面的一些沟槽是客户最需要的应用点。NCP、NCF这两个领域支持预涂底填,我们先预加到要填的地方再进行芯片压合。HBM中不同的存储器技术会产生不同的结构设计。我们由这些结构设计产生不同的应用需求以及工艺搭配,不停地去迭代和开发我们的材料,以满足客户的需求。
 
写在最后
 
眼下消费电子正在逐渐复苏,汽车电子、数据中心、AI的需求仍然强劲,因此汉高认为经历2023年的挑战之后,2024年下半年半导体产业预期将有显著的增长。同时也在警惕产业过剩的情况。汉高也将通过加强本地研发和创新能力,满足中国客户在相关领域技术创新的需求,不遗余力地助力半导体客户的成长。
 

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