Una nuova tecnologia di packaging che sostituisce il bondaggio a filo. Il doppio della densità di corrente nei semiconduttori di potenza
Semikron ha sviluppato una rivoluzionaria tecnologia di packaging per semiconduttori di potenza che elimina i fili di bonding, le saldature e la pasta termica. La nuova Tecnologia SKiN è basata sull’uso di una lamina flessibile e di connessioni sinterizzate piuttosto che fili di bonding, saldature e pasta termica. La densità di corrente è ora di 3 A/cm2 , il doppio rispetto all’1.5 A/ cm2 raggiungibile con la tradizionale tecnologia di bonding a filo. Il volume del convertitore può quindi essere ridotto del 35%. Questa tecnologia affidabile e poco ingombrante è la soluzione ottimale per veicoli ed applicazioni eoliche.
Ciò implica una maggiore capacità di corrente e 10 volte la capacità di load cycling – impensabile con il limitativo bonding a filo utilizzato in passato nell’elettronica di potenza. Quest’ultimo è stato il principale metodo di connessione del chip al substrato DBC per gli ultimi 25 anni.
Il bonding a filo non è all’altezza delle densità di corrente più elevate, determinate dai progressi tecnologici, compromettendone l’affidabilità. Nel nuovo packaging, una lamina sinterizzata sostituisce il bonding a filo sul chip, e la parte inferiore del chip è sinterizzata al DBC. Ciò permette una connessione termica ed elettrica ottimale, in quanto i layer sinterizzati hanno una resistenza termica inferiore degli equivalenti a saldare. La lamina sinterizzata connette il chip attraverso l’intera superficie, mentre i fili di bonding connettono i chip solo nei punti di contatto. Grazie alla superiore capacità di load cycling, offerta da questa nuova tecnologia di packaging, sono possibili temperature di operazione più elevate. Data la tendenza verso nuovi materiali quali SiC e GaN, queste temperature possono quindi essere sfruttate pienamente.
Ma non è solo il bonding a filo ad essere stato eliminato con la nuova tecnologia. Infatti, il nuovo packaging non utilizza saldature e pasta termica, ma un layer sinterizzato sostituisce lo strato di pasta termica e la saldatura sul base plate. La pasta termica è responsabile di circa il 30% della resistenza termica totale in un sistema. Sostituendola, la conducibilità termica tra chip e dissipatore viene migliorata, risultando in un incremento del 30% della corrente elettrica utilizzabile.
Con la Tecnologia SKiN è ora possibile che un convertitore di potenza eolica da 3MW possa essere inserito in un cabinet single switch. Un altro esempio è un convertitore per veicoli elettrici ed ibridi che può essere il 35% inferiore del più piccolo convertitore presente oggi sul mercato. Nei convertitori per veicoli e nelle unità eoliche, vengono utilizzati sistemi di raffreddamento ad aria, e convertitori compatti e leggeri offrono ai nostri clienti un importante vantaggio competitivo.
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La Tecnologia SKiN è una tecnologia di packaging che è basata sull’uso di una lamina flessibile e di connessioni sinterizzate piuttosto che fili di bondaggio, saldature e pasta termica |
- Redazione
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