板級(jí)封裝在功率模塊上的應(yīng)用目

錄高功率密度模塊

的需求基礎(chǔ)工藝研究

板級(jí)封裝案列

天芯互聯(lián)簡(jiǎn)介

01020304高功率密度的模塊需求功率器件發(fā)展方向：高功率密度、模塊化封裝發(fā)展方向：集成化、小型化高功率密度模塊的應(yīng)用場(chǎng)景電動(dòng)汽車(chē)主逆變器，羅姆SiC封裝型模塊“TRCDRIVE

pack?”體積更小供電模塊小型化、高散熱，

電源向集成小型化、高散熱、高性能、高可靠性等方向發(fā)展服務(wù)器的供電模塊汽車(chē)逆變模塊先進(jìn)封裝平臺(tái)

n

天芯先進(jìn)封裝業(yè)務(wù)聚焦PLP

、WLP

、SIP

、

FCBGA封裝51、依托PCB工藝平臺(tái)打造的板級(jí)封裝2、聚焦在功率類(lèi)產(chǎn)品，

I/Opitch＞180μm3、工藝優(yōu)勢(shì)在于載流和散熱板級(jí)封裝的技術(shù)來(lái)源和平臺(tái)能力普銳斯混動(dòng)功率模塊

Danfoss

汽車(chē)功率模塊

三菱電機(jī)J1系列散熱方式：?jiǎn)蚊鎕eatSink→雙面HeakSink板級(jí)封裝的技術(shù)來(lái)源和平臺(tái)能力l

銅柱芯片互聯(lián)方式l

雙面Heat-sink散熱方式板級(jí)封裝解決方案芯片間連接方式：鋁線(xiàn)/鋁帶→銅線(xiàn)/銅片Heat-sinkBlindviaHeat-sink目

錄高功率密度模塊

的需求基礎(chǔ)工藝研究

板級(jí)封裝案例

天芯互聯(lián)簡(jiǎn)介

01020304l

合理的RDL結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以減少FOPLP封裝在熱沖擊條件下的累積應(yīng)力，這將抑制導(dǎo)通電阻的增加，提高器件封裝的可靠性可靠性問(wèn)題_盲孔熱/機(jī)械性能研究通流的研究

n

孔變槽l

增加銅柱與芯片接觸面積l

芯片互聯(lián)層增加銅厚n

厚銅10l

底部通過(guò)散熱熱沉襯底能夠快速地將熱量散發(fā)到周?chē)h(huán)境中，以保持器件的工作溫度在安全范圍內(nèi)l

頂部通過(guò)銅柱散到表面散熱的研究Cu

platingSingulationModule

FOPLPCu

platingSingulation&

FTCu

platingLamination FOPLP工藝流程介紹基礎(chǔ)工藝流程Chip

First-DieFace

upChip

First-DieFace

upCu

platingCu

platingCu

platingLaserdrillLaser

drillLaser

drillSingulationLaser

drillLaser

drillSolder

MaskMoldingMoldingMoldingMoldingDieAttachDieAttachDieAttachLaminationLaminationSolder

MaskCu

CarrierCu

CarrierFinalTestFinalTestPatternPatternPatternPatternPatternPatternSMTItemHVMNPITech

node14nm7nmWafertypeSiliconSiliconMask

layer3P3M3P3MRDL

ProcessRDL

MaterialCuCuMin

RDL

L/S

-um8/85/5Max

RDLTHK-um1012Re-PassivationMaterialHD4100BL301HD4100BL301

0P1M/1P1M FOPLP工藝流程介紹BG目

錄高功率密度模塊

的需求基礎(chǔ)工藝研究

板級(jí)封裝案例

天芯互聯(lián)簡(jiǎn)介

01020304功率MOSFET應(yīng)用研究FOPLP工藝WB工藝封裝體內(nèi)阻WB方案Rdson=1.1mΩFOPLP方案Rdson=0.25mΩ可定制封裝寄生內(nèi)阻同clip工藝持平，只有WB的25%DFN3*3FOPLP（DFN5X6）lModelResistance(mΩ)

0.20.20.6Table7Theta)cpowerT

TcJCLeg13.8W90.2oc23.7C/WLeg23.8W21.3C/WLeg33.8W74.4ocLeg43.8W5.2低內(nèi)阻高散熱功率MOSFET應(yīng)用研究l

PLP

DFN5*6雙面散熱結(jié)構(gòu)對(duì)比傳統(tǒng)封裝的θJC要低60%PLP

DFN5*6寄生內(nèi)阻與cu

clip相當(dāng)Cu

Clip(PDFN5X6)鋁帶(PDFN5X6)PakageTypeTheta

JCpowerTJTcJCclip3.8WFOP

LP3.8W5.2'C/W雙芯半橋模塊熱仿真結(jié)果：clip工藝雙面扇出工藝(雙面散熱)l

水平結(jié)構(gòu)的雙芯MOSFET封裝，不需要重新設(shè)計(jì)clip,產(chǎn)品內(nèi)阻低，同時(shí)可以設(shè)計(jì)雙面散熱多芯MOS應(yīng)用研究X-ray:

①切片①:外觀:方案ThetaJCPowerTJTCθJCNo

Heatsink2W77.4℃0℃38.7℃/WWith

Heatsink2W10.5℃0℃5.3℃/WWith

Heatsinkl

減少芯片間連線(xiàn)長(zhǎng)度，降低信號(hào)損耗和干擾l

有效降低產(chǎn)品的內(nèi)阻多芯MOS應(yīng)用研究u

三維堆疊

Die

圖

eiD

u

三維堆疊With

HeatsinkNo

Heatsinku

高散熱No

Heatsink

Die

Die18多芯MOS應(yīng)用研究利用板級(jí)扇出式封裝工藝開(kāi)發(fā)包含6顆Si

MOSFET芯片的三相全橋驅(qū)動(dòng)電路集成模塊l

FOPLP性能提升方向：增加芯片Via數(shù)量、芯片Via大小、材料導(dǎo)熱系數(shù)、材料厚度l

傳統(tǒng)封裝改善方向：塑封料的導(dǎo)熱系數(shù)方案ThetaJCPowerTJTCθJCJB2W43.2℃35.5℃3.9℃/WJC2W171.2℃0℃85.6℃/W IPM模塊系統(tǒng)級(jí)封裝案列u

三維堆疊l尺寸縮小，

DFN8*8(8mm*8mm)縮小到DFN5*6l載流能力性能提升DriverL/F

DieDieu

高散熱20產(chǎn)品外觀

X-Ray

DFN2.2x2.5結(jié)構(gòu)圖向上扇出JC模型l相比于FCQFN封裝，

FOPLP封裝具有較好的散熱能力，得益于芯片背面通過(guò)導(dǎo)電膠與銅載板相連

，提高了芯片的散熱能力

PMIC封裝案列替代FCQFN或者FCLGA工藝Stack-upL1PPL2EMCDIE內(nèi)層板SM設(shè)

計(jì)

圖

仿

真

結(jié)

構(gòu)

圖仿

真

結(jié)

果恒溫銅塊

四周絕熱Thickness

(Micron)40955022020035600銅載板銀膠芯片塑封料布線(xiàn)層塑封料芯片布線(xiàn)層FCQFN封裝：Tj

=37.0℃FOPLP封裝：Tj

=2.1℃產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖FCQFN封裝FOPLP封裝21TotalThickness:lModule

FOPLP工藝芯片與銅相連

，提升了產(chǎn)品散熱能力l具備集成化和小型化優(yōu)勢(shì)

PMIC封裝案列Module

FOPLP工藝產(chǎn)品JC模型成品切片圖產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖成品切片圖結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)圖TOPViewTOPViewSideViewSideViewX-RayX-Ray22GaN雙面散熱封裝L1

Cu-PODL2

CuLead

FrameVia

L1to

L2Via

L2to

Diel

FOPLP、雙面散熱（裸露散熱片）L2銅層外觀封裝設(shè)計(jì)圖X-Ray圖成品外觀結(jié)構(gòu)示意圖切片圖BottomViewTopViewSideView23n

FOPLP

+

Molding工藝，GaN

+Control

+

Inductor合封n4顆GaN

FaceUp，實(shí)現(xiàn)三維堆疊n封裝尺寸：

17.00x13.50x3.15mmGaN系統(tǒng)級(jí)封裝案列InductorT-PadControlGaN24目

錄高功率密度模塊

的需求基礎(chǔ)工藝研究

板級(jí)封裝案例

天芯互聯(lián)簡(jiǎn)介

01020304先進(jìn)封裝與系統(tǒng)集成解決方案主

營(yíng)

業(yè)

務(wù)一站式解決方案集成電路測(cè)試解決方案 天芯互聯(lián)簡(jiǎn)介

公司愿景：打造國(guó)際

一

流的半導(dǎo)體器件模組

一

站式解決方案提供商深

圳

研

發(fā)

中

心

+

深

圳

制

造

基

地?zé)o

錫

設(shè)

計(jì)

中

心無(wú)

錫

制

造

基

地?zé)o

錫深

圳26芯片