主动有为，踔厉前行，共创封测产业新时代，2022年中国半导体封装测试技术与市场年会于11月15-16日在江苏南通成功举办。

华润微电子有限公司封测事业群总经理吴建忠以《功率半导体特色封装与先进封装技术》为题，介绍了功率模组特色封装技术、Copper Clip特色封装技术、PLP面板级扇出先进封装技术。

功率半导体行业现状概况

功率半导体包括两部分：功率器件和功率IC。功率器件是功率半导体分立器件的简称，是实现能量转换的关键器件， 可以承受较大电流和电压， 在半导体产业中仅次于大规模集成电路的另一大分支。功率IC则是将功率半导体分立器件与驱动、控制、保护、接口、监测等外围电路集成而来。

功率半导体应用于5G建设、电动汽车和充电桩、LED照明、新能源/智能电网、轨道交通等领域。其中，功率半导体在新能源汽车中价值显著体现。功率半导体几经迭代，向低阻抗、高功率、高频率特性演变，要求在高温高频、高功率、高辐射等恶劣环境下的高稳定性和高可靠性需求发展。

功率半导体全球市场规模

功率半导体下游需求预期叠加国产替代趋势，2021年中国功率半导体市场规模达到159亿美元/1035亿人民币，2015-2021年GAGR（复合年均增长率）达6.3%，中国半导体产业迎来空前机遇。

功率半导体国内市场规模

功率模组特色封装技术

功率模块主要为IPM和IGBT，IPM模块采用塑封为主，IGBT采用灌封为主。从IBM模组基板、键合材料、焊接技术、清洗技术、银烧结、DTS技术等方面，展开对模组封装技术的介绍。

模组主要材料为基板，基板分传统框架、IMS基板、DBC基板，应用领域分布在小功率、中功率和中大功率，具有散热性较好、易于批量化生产、成本低等优点。

基板

键合材料从2001年的金线键合，发展为2006年的铝线（带）键合，2011年铜线键合，2016年Cu Clip键合。小功率的器件由金线发展为铜线，驱动力是成本降低；大功率器件由铝线（带）发展为Cu Clip，驱动力是产品性能提升，功率越大要求越高。

键合材料

针对焊接技术而言，主要是常规回流炉和真空回流炉。可靠性要求越高，空洞率要求越低。如高端消费像华为等，真空回流炉的应用越来越普遍。

焊接技术

模组清洗技术分溶剂型（如正溴丙烷）、水基（如Zetron,Kezen）、AB溶液、水洗（去离子水）四种方式。溶剂型具有清洗力强成本低的优点，但具有环境和职业危害；水基虽无职业危害，但清洗力适中，需要针对助焊剂匹配药水，使用成本高；AB溶液清洗能力强，但有机物容易挥发，使用成本适中。这些方式具有不同的优缺点。

清洗技术

银烧结或铜烧结熔点高，界面连接强度高，导电导热好，保证在“热-机械”循环应力下的高可靠性，像碳化硅模块基本上都需要应用银烧结工艺。

银烧结原理

DTS（Die Top System）技术，利用银烧结金属铜片+铜线键合工艺，可有效提高键合线的通流能力和功率循环能力。该技术成本偏高，丹弗斯等欧洲大厂的车规级模块使用较多。

DTS（Die Top System）技术

Copper Clip特色封装技术

功率封装中有几个关键技术。

薄片处理技术：减薄后带来Wafer变形、碎片、应力、贴膜划片、传输、装片及焊接一系列封装问题。

薄片处理技术

薄片划片技术：Step cut（有效消除应力）、 激光切割/消融法、Dicing Before Grinding (DBG)。

薄片划片技术

薄片装片技术：吸嘴的设计（胶木吸嘴）、尺寸、真空是关键无顶针装片。

薄片装片技术

Copper Clip互联技术：基于通孔和凸台的建设，通孔可以帮助模流，减少应力，增加结合力，在关键区域的通孔会影响导通电阻。凸台设计防止 solder overflow，造成漏极与源极短路，有利于树脂填充，实现方法分为腐蚀和冲压两种制程。

Copper Clip互联技术

双面散热封装技术：采用特殊Mold技术使Clip在Mold后上表面外露出封装体。

双面散热封装技术

PLP面板级扇出先进封装技术

集成电路封装技术走过DIP、SMD、BGA、CSP五个发展阶段之后，进入扇出型封装技术的新时代。

扇出型封装分为晶圆级与面板级扇出封装两个方向。其中，板级扇出封装技术因为其生产效率更高，材料利用率更高，从而有效降低产品的封装加工成本。基于产业数据分析可以发现，如果板级封装良率达到了90%，那么板级扇出封装相比于晶圆级扇出封装的总成本可以降低50%。

SiPLP封装结构及特点简介

无键合点、无焊接点、无粘结材料、无需框架和基板，利用临时窄板，可以进行DFN封装、LGA封装、BGA封装，并满足高集成度、大功率、高散热、高可靠的需求。SiPLP自主研发 PSIP 模组封装技术，采用全包封塑封结构可靠性可以通过MSL1级，通流散热能力均优于PCB嵌埋结构。

SiPLP模组封装技术

SiPLP封装具有高散热能力、高通流能力、低成本扇出封装、封装寄生电阻<0.5mΩ等优势。

案例1：无线充数模混合器件：解决互连阻抗与散热问题

无线充数模混合器件

案例2：充电头数模混合器件：解决互连阻抗与散热问题

充电头数模混合器件

案例3：充电头GaN器件：Gan 合封650V,130W器件，解决寄生电感问题

充电头GaN器件

案例4：多芯片合封技术：解决产品尺寸与集成度问题

多芯片合封技术

关于华润微电子

华润微电子有限公司是华润集团旗下负责微电子业务投资、发展和经营管理的高科技企业，曾先后整合华科电子、中国华晶、上华科技、中航微电子等中国半导体企业，经过多年的发展及一系列整合，公司已成为中国本土具有重要影响力的综合性半导体企业，自2004年起多年被工信部评为中国电子信息百强企业。

华润微电子封测事业群价值链

华润微电子是拥有芯片设计、晶圆制造、封装测试等全产业链一体化运营能力的半导体企业，目前公司主营业务可分为产品与方案、制造与服务两大业务板块，公司产品设计自主、制造过程可控，在分立器件及集成电路领域均已具备较强的产品技术与制造工艺能力，形成了先进的特色工艺和系列化的产品线。

未来，华润微电子将围绕自身的核心优势、提升核心技术及结合内外部资源，不断推动企业发展。