Press Release

2011-05

ワイヤーボンディングに代わる新パッケージ技術

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電流密度が2倍のパワー半導体 

2011年5月17日  ニュールンベルグ－      セミクロンはボンディングワイヤー、はんだ及びサーマルペースト不要のパワー半導体の革新的なパッケージ技術を開発しました。新しいSKiN技術は可撓フォイルとボンディングワイヤー、はんだ及びサーマルペーストに代わるシンター接続を使用しています。電流密度は標準ワイヤーボンドの1.5A/cm2の2倍3A/ cm2です。それにより、コンバータ容積は35%低減されます。この高信頼、省スペース技術は車載及び風力発電用途向け最適ソリューションです。

 

これにより、大電流通電が可能となり、負荷サイクル耐量が10倍になりました。従来、パワーエレクトロニクスで使用されてきたワイヤーボンディングの制限からは考えられません。過去25年、ワイヤーボンディングはチップとDCB基板を接続する主要方法でしたが、技術の向上による高電流密度に対しては、信頼性を損なうという点で不向きです。新しいパッケージではシンターされたフォイルがチップのワイヤーボンディングに代わり、チップの裏面はDCBにシンター接続されます。これにより、シンター層ははんだ層に比べ熱抵抗が低くなり、最良の熱的、電気的チップ接続が得られます。ワイヤーボンディングはチップの接点のみに接続されますが、シンターされたフォイルはチップ全面に接続されます。

 

新しいパッケージ技術による高負荷サイクル耐量が、さらなる高温動作を可能にします。SiCやGaNといった新材料を採用する動向からも、この高い許容温度は非常に魅力的です。 新しいパッケージソリューションにより不要になるのはワイヤーボンディングだけではありません。サーマルペーストも不要で、シンター層がサーマルペースト層およびはんだ接続されたベースプレートを置換します。サーマルペーストはシステム全体の熱抵抗の30％を占めますので、この置換えにより、チップ－ヒートシンク間の熱伝導が向上し、30%許容電流が増加します。

 

 SKiN技術を用いると、3MWの風力発電用コンバータを単一のスイッチキャビネットに収納する事が出来ます。他の例としてはハイブリッド/電気自動車用90kWコンバータで、現在、市場における最小のコンバータに比べ、35%小型になります。自動車および風力発電用コンバータでは水冷システムが用いられ、小型軽量コンバータはユーザに重要な競争力を与えます。

写真：SKiN 技術はフレキシブルフォイルの使用と、ワイヤーボンド、はんだおよびサーマルペーストに代わるシンター接続を基にしたパッケージ技術です。

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