I. L’Aggiornamento dei Semiconduttori di Potenza Guida l’Innovazione dei Materiali di Incapsulamento
Con la rapida adozione dei semiconduttori di terza generazione (SiC, GaN), dei moduli IGBT ad alta potenza e dei dispositivi di potenza di grado automobilistico, le densità di corrente operative e le temperature di giunzione dei chip sono in continuo aumento. Le saldature tradizionali a base di stagno (ad es. AuSn, SAC) stanno raggiungendo sempre più i propri limiti in termini di conducibilità termica, affidabilità alle alte temperature e resistenza alla fatica termica. Il settore riconosce ampiamente che:
Applicazioni ad Alta Tensione, Alta Frequenza e Alta Densità di Potenza: (ad es. inverter fotovoltaici, trasporto ferroviario, reti intelligenti e sistemi di guida/ricarica per veicoli a nuova energia) impongono requisiti più rigorosi per la conducibilità termica e il controllo della temperatura di giunzione dei materiali di incapsulamento.
Chip ad Alto Rapporto d’Aspetto: (ad es. dispositivi RF GaN con rapporti d’aspetto fino a 5:1 o 6:1) sono soggetti a nuove problematiche come concentrazione di stress e delaminazione da sinterizzazione nei processi di saldatura tradizionali.
Autonomia Strategica: Settori cruciali come la difesa nazionale, le comunicazioni 5G e i veicoli a nuova energia richiedono urgentemente un sistema di materiali di incapsulamento altamente affidabile e controllabile a livello nazionale, per superare la dipendenza dall’argento sinterizzato importato e da altri Adesivi Conduttivi avanzati.
In questo contesto industriale, ChemWhat ha sfruttato anni di ricerca e sviluppo nei materiali conduttivi polimerici per costruire un sistema completo di materiali di incapsulamento per semiconduttori avanzati, che copre “Adesivi Conduttivi—Adesivi Conduttivi in Argento Sinterizzato—Adesivi Conduttivi in Rame Sinterizzato—Adesivi Conduttivi Isolanti ad Alta Conducibilità Termica.” Lo sviluppo prodotti di ChemWhat si basa su capacità sistematiche e integrate che spaziano da “Ricerca e Sviluppo Materiali—Verifica Pilota—Produzione di Massa—Servizio Clienti,” consentendo all’azienda di fornire soluzioni per vari processi di incapsulamento, interfacce di substrato e requisiti di affidabilità.
II. Panoramica dei Prodotti per l’Incapsulamento di Semiconduttori Avanzati
Il sistema di materiali di incapsulamento per semiconduttori avanzati di ChemWhat è suddiviso in quattro principali linee di prodotti di Adesivi Conduttivi, che coprono scenari che vanno dall’incapsulamento IC/LED a bassa/media potenza fino ai moduli SiC, GaN e IGBT ad alta potenza.
1. Adesivi Conduttivi di Base: Soluzioni per Dispositivi a Potenza Medio-Bassa
Gli Adesivi Conduttivi per IC utilizzano un sistema in argento a resina epossidica monocomponente. Per soddisfare i vari requisiti di temperatura/tempo di cura, i gradi di conducibilità termica e le esigenze di processo, la gamma di prodotti spazia dagli Adesivi Conduttivi ibridi in argento sinterizzato ad alta conducibilità termica (contenuto d’argento del 92%, conducibilità termica di 60 W/m·K, utilizzati per scenari ad altissima potenza come l’incapsulamento automobilistico SiC TO-247/Power QFN) fino agli Adesivi Conduttivi generici ad alto contenuto d’argento (contenuto d’argento dell’80%, che coprono SOT, QFP e IC aerospaziali). Questi prodotti soddisfano standard di affidabilità come HAST, TCT, MSL, HTOLT e PCT.
Gli Adesivi Conduttivi per die-attach LED sono progettati per il processo di die-bonding tra chip LED verticali e substrati. Nel campo dei LED ad alta potenza, questi bilanciano conducibilità, capacità termica e stabilità all’invecchiamento. Con contenuti d’argento che vanno dall’87% al 95%, questi Adesivi Conduttivi offrono conducibilità termiche fino a 60 W/m·K, resistività di volume fino a 9×10⁻⁶ Ω·cm e resistenze al taglio tipicamente superiori a 7–10 MPa. Sono stati sviluppati Adesivi Conduttivi specializzati a basso ingobbamento per il bonding di chip di grande superficie e per l’adattamento di varie interfacce CTE, supportando chip fino a 10×10 cm, con zero guasti nei test di affidabilità.
Gli Adesivi Conduttivi LCM, raffinati da poliuretano modificato, solventi neutri e cariche in polvere d’argento, presentano una forte compatibilità con vari substrati e una penetrazione minima, raggiungendo una resistività di volume di 5×10⁻⁴ Ω·cm e un’adesione ≥3B. Progettati per il confezionamento con siringa EFD e per apparecchiature di dispensazione automatizzata con rapida capacità di auto-cura, sono ampiamente utilizzati nei settori dei moduli LCD e LCM.
2. Adesivi Conduttivi in Argento Sinterizzato Senza Pressione: Materiale Fondamentale per l’Incapsulamento di Semiconduttori di Terza Generazione
Gli Adesivi Conduttivi in argento sinterizzato senza pressione sono la linea di prodotti di punta di ChemWhat, destinati principalmente a scenari di semiconduttori di terza generazione, tra cui dispositivi di potenza GaN, chip RF ad alta potenza, chip optoelettronici e integrazione di dispositivi di potenza di grado automobilistico.
Disponibili nelle varianti semi-sinterizzata e completamente sinterizzata, la variante completamente sinterizzata raggiunge una conducibilità termica fino a 260 W/m·K e consente una rapida sinterizzazione a bassa temperatura a 160–180°C. Le resistenze al taglio possono raggiungere livelli di 80 MPa, con porosità quasi nulla per chip inferiori a 5×5 mm. La padronanza di ChemWhat di queste formulazioni e delle curve di sinterizzazione—che influenzano in modo critico la conducibilità, le proprietà termiche e la resistenza del legame—rappresenta una barriera tecnologica fondamentale per questi Adesivi Conduttivi.
3. Adesivi Conduttivi in Argento Sinterizzato a Pressione e in Rame Sinterizzato: Per Moduli SiC e IGBT ad Alta Potenza
Gli Adesivi Conduttivi in argento sinterizzato a pressione, con un contenuto d’argento del 90%, raggiungono una conducibilità termica superiore a 260 W/m·K e resistenze al taglio superiori a 70 MPa (interfaccia die Ag/Cu a 230°C, 10 MPa, 5 min), rendendoli ideali per l’incapsulamento di dispositivi SiC ad alta potenza.
Gli Adesivi Conduttivi in rame sinterizzato rappresentano la soluzione all’avanguardia dell'”interconnessione interamente in rame.” Nel confezionamento dei moduli di potenza, ottenere interfacce interamente in rame tra il chip, l’Adesivo Conduttivo e il substrato elimina i rischi di elettromigrazione alle interfacce metalliche eterogenee e risolve i problemi di disallineamento CTE. Con una conducibilità termica superiore a 220–250+ W/m·K e resistenze al taglio di 47–64 MPa su piastre in rame AMB/DBC, questi Adesivi Conduttivi sono particolarmente adatti per moduli IGBT ad alta potenza di grado automobilistico.
4. Adesivi Conduttivi Isolanti ad Alta Conducibilità Termica: Bilanciamento tra Gestione Termica e Isolamento Elettrico
Per applicazioni che richiedono sia conducibilità termica che isolamento elettrico, come sensori, incapsulamento IC e MEMS, ChemWhat offre Adesivi Conduttivi isolanti ad alta conducibilità termica. Utilizzando un sistema monocomponente con un contenuto di carica di diamante del 70%, questi raggiungono una conducibilità termica >36 W/m·K, una rigidità dielettrica di 10 kV/mm e una resistività di volume di 2,7×10¹² Ω·cm. Funzionano in un intervallo di temperatura da -40 a 200°C e sono ampiamente utilizzati per componenti sensibili al calore come i sensori a termopila.
III. Dal Laboratorio alla Produzione di Massa: Sistema di Verifica dell’Affidabilità
Tutti gli Adesivi Conduttivi ChemWhat sono sottoposti a un processo di test sistematico, che include il precondizionamento (essiccazione, MSL) seguito da una rigorosa verifica dell’affidabilità: PCT (121°C/100%UR, 168 ore), TCT (da -65°C a 150°C, 500/1000 cicli), THT (85°C/85%UR, 500/1000 ore) e HTST (175°C, 500/1000 ore), garantendo coerenza e stabilità dai dati di laboratorio alla produzione di massa.
IV. Sostenere l’Autonomia Industriale attraverso l’Innovazione dei Materiali
Dagli Adesivi Conduttivi di base per IC/LED a media e bassa potenza agli Adesivi Conduttivi in argento/rame sinterizzato per moduli GaN/SiC e IGBT di grado automobilistico, ChemWhat ha costruito una gamma di prodotti completa che copre l’intero spettro dell’incapsulamento di semiconduttori avanzati. Dando priorità al valore per il cliente attraverso alte prestazioni e alta qualità, ChemWhat fornisce soluzioni di Adesivi Conduttivi competitive per settori critici tra cui la produzione intelligente, i veicoli a nuova energia e le comunicazioni 5G.