Giải pháp dây chuyền đóng gói bán dẫn công suất TO252 (DPAK)

HYRNUS Cung cấp thiết bị đóng gói TO252 (DPAK) và các giải pháp dây chuyền sản xuất cho MOSFET, điốt Schottky, bộ chỉnh lưu, thiết bị TVS và các sản phẩm bán dẫn công suất khác.

Dựa trên kích thước chip, thiết kế khung dẫn, vật liệu gắn chip, phương pháp nối dây, cấu trúc bao bì, yêu cầu kiểm tra điện và sản lượng mục tiêu, chúng tôi có thể cấu hình các máy móc độc lập, dây chuyền bán tự động hoặc dây chuyền đóng gói và kiểm tra hoàn toàn tự động. Phạm vi quy trình có thể bao gồm mài mặt sau wafer, cắt wafer, gắn chip, nối dây, tạo hình, xử lý sau tạo hình, cắt tỉa và định hình, đánh dấu, kiểm tra cuối cùng, phân loại và đóng gói.

TO252, còn được gọi là DPAK, là một loại bao bì gắn bề mặt được sử dụng rộng rãi cho các thiết bị bán dẫn công suất. Thân nhỏ gọn của nó tương thích với lắp ráp SMT, trong khi các tab kim loại lộ ra và khung dẫn cung cấp đường dẫn nhiệt hiệu quả từ chip bán dẫn đến bảng mạch in.

So với các loại chân nguồn xuyên lỗ có kích thước lớn hơn, TO252 phù hợp hơn cho việc lắp ráp tự động và thiết kế mạch in tiết kiệm không gian. Nó thường được lựa chọn cho các ứng dụng sản xuất hàng loạt trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng, điện tử ô tô, nguồn điện công nghiệp và hệ thống năng lượng mới.

Những lợi ích chính của gói TO252

Tính năng	Lợi ích sản xuất và sản phẩm
Khả năng tương thích SMT	Hỗ trợ lắp ráp tự động và hàn chảy lại.
Kích thước nhỏ gọn	Giảm diện tích yêu cầu trên mạch in và hỗ trợ mật độ linh kiện cao hơn.
Hiệu suất tản nhiệt tốt	Cung cấp đường dẫn truyền nhiệt hiệu quả xuyên qua khung dẫn và tấm gắn.
Hiệu quả chi phí	Thích hợp cho sản xuất số lượng lớn với cấu trúc bao bì tương đối tiết kiệm.
Tiềm năng tự động hóa cao	Có thể được xử lý thông qua các công đoạn gắn chip liên tục, hàn dây, đúc khuôn, tạo hình và kiểm tra.
Độ tin cậy của ứng dụng	Có thể được thiết kế cho các ứng dụng nguồn điện dân dụng, công nghiệp và ô tô.

Ứng dụng điển hình

Lĩnh vực ứng dụng	Sản phẩm tiêu biểu
Điện tử tiêu dùng	Bộ sạc nhanh PD, bộ chuyển đổi và mô-đun nguồn nhà thông minh
Quản lý năng lượng	Bộ nguồn chuyển mạch, bộ chuyển đổi DC/DC và bộ điều khiển LED
Điện tử ô tô	Hệ thống quản lý pin, ECU, bộ điều khiển động cơ và các mô-đun nguồn trên xe.
Điều khiển công nghiệp	nguồn điện công nghiệp, mô-đun điều khiển và hệ thống truyền động
Năng lượng mới	Hệ thống lưu trữ năng lượng và nguồn điện phụ trợ cho bộ biến tần quang điện
Thiết bị điện	Hệ thống UPS và các thiết bị chuyển đổi điện năng khác

Các thành phần chính của thiết bị TO252

1. Khung chì

Khung dẫn điện thường được làm từ hợp kim đồng. Nó cung cấp các kết nối điện, đường dẫn nhiệt và hỗ trợ cơ học. Độ chính xác về kích thước, điều kiện bề mặt, chất lượng mạ và độ phẳng của đế chip ảnh hưởng đến quá trình gắn chip, hàn dây, đúc và chất lượng tạo hình cuối cùng.

2. Chip bán dẫn

Chip bán dẫn thực hiện chức năng chuyển mạch, chỉnh lưu hoặc điều khiển nguồn. Độ dày tấm wafer, chất lượng cắt lát, tình trạng bề mặt chip và lớp mạ kim loại mặt sau có thể ảnh hưởng đến chất lượng gắn chip, khả năng chịu nhiệt và độ tin cậy lâu dài.

3. Dây nối

Dây dẫn tạo ra kết nối điện giữa các điểm tiếp xúc trên chip và khung dẫn. Có thể lựa chọn dây nhôm, dây nhôm dày, dây dẹt hoặc phương pháp kết nối khác tùy thuộc vào khả năng chịu tải dòng điện, thiết kế điểm tiếp xúc, hình dạng vòng lặp và yêu cầu về độ tin cậy.

4. Hợp chất đúc

Vật liệu đúc khuôn cung cấp khả năng cách điện, chống ẩm và bảo vệ cơ học cho chip và các kết nối bên trong. Việc lựa chọn vật liệu và các thông số đúc khuôn phải được phối hợp để kiểm soát các lỗ rỗng, sự tách lớp, sự quét dây, bavia và ứng suất của bao bì.

Những thách thức chính trong bao bì TO252

1. Chất lượng gắn chip và hiệu suất tản nhiệt

Các thiết bị TO252 sinh nhiệt trong quá trình hoạt động. Giao diện giữa chip bán dẫn và khung dẫn ảnh hưởng trực tiếp đến điện trở nhiệt, hiệu suất điện và độ tin cậy. Quy trình phải kiểm soát vị trí chip, độ nghiêng, độ dày đường liên kết, tỷ lệ lỗ rỗng, độ phủ keo, độ thấm ướt của chất hàn và độ bền liên kết.

2. Liên kết dây dẫn ổn định

Các thiết bị điện cần khả năng dẫn điện ổn định. Quá trình hàn dây phải kiểm soát chính xác vị trí hàn, lực hàn, năng lượng siêu âm, thời gian hàn, đường kính dây và hình dạng vòng dây. Các thông số không ổn định có thể gây ra mối hàn yếu, hư hỏng điểm tiếp xúc, dây bị bong tróc, vòng dây bất thường hoặc tăng điện trở.

3. Độ đặc của khuôn

Quá trình đúc phải bảo vệ chip và các mối nối dây mà không tạo ra hiện tượng dây bị lệch, điền đầy không hoàn chỉnh, lỗ rỗng, tách lớp, bavia quá mức hoặc nứt vỡ bao bì. Máy đúc, thiết kế khuôn, hợp chất đúc, điều kiện chuyển giao và chu trình đóng rắn phải phù hợp với cấu trúc thiết bị.

4. Độ chính xác khi cắt tỉa và tạo hình

Là một loại linh kiện SMT, TO252 yêu cầu hình dạng chân linh kiện phải được kiểm soát chặt chẽ và đảm bảo tính đồng phẳng. Thiết bị cắt và tạo hình phải duy trì kích thước chân linh kiện đồng thời giảm thiểu gờ, ứng suất trên bao bì, biến dạng chân linh kiện và nứt thân linh kiện.

5. Kiểm tra và phân loại cuối cùng hiệu quả

Sản xuất số lượng lớn không chỉ đòi hỏi kiểm tra điện chính xác mà còn cần sự cấp liệu ổn định, định hướng, tiếp xúc, phân loại và ghi dữ liệu. Bộ điều khiển thử nghiệm phải được lựa chọn dựa trên loại thiết bị, thời gian thử nghiệm, số lượng ngăn chứa, yêu cầu về nhiệt độ và UPH mục tiêu.

6. Kiểm soát chi phí sản xuất

Chi phí đóng gói có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng cạnh tranh của thiết bị. Việc sử dụng thiết bị, tự động hóa dây chuyền, thời gian chuyển đổi, năng suất, sử dụng vật tư tiêu hao, yêu cầu bảo trì và hiệu quả tổng thể của thiết bị cần được xem xét trong quá trình lập kế hoạch dây chuyền.

Quy trình đóng gói TO252 hoàn chỉnh

1. Kiểm tra nguyên liệu wafer đầu vào

Việc kiểm tra tấm bán dẫn đầu vào xác nhận kiểu tấm bán dẫn, kích thước, độ dày, tình trạng hình ảnh, sơ đồ tấm bán dẫn, bố trí chip, tình trạng mặt sau và thông tin lô sản xuất trước khi mài và cắt.

Các biện pháp kiểm soát quy trình chính

Nhận dạng và truy xuất nguồn gốc tấm bán dẫn
Độ dày ban đầu của tấm wafer và độ cong vênh
Bản đồ khuôn mẫu và bố cục đường phố
Điều kiện bề mặt và cạnh
Tình trạng mạ kim loại hoặc lớp phủ mặt sau

2. Mài mặt sau của tấm wafer

Mài mặt sau của wafer giúp giảm độ dày của wafer xuống độ dày mục tiêu cần thiết cho chiều cao gói, hiệu suất tản nhiệt, độ bền chip và thao tác tiếp theo.

Các biện pháp kiểm soát quy trình chính

Độ dày tấm wafer cuối cùng
Độ đồng đều về độ dày
Độ cong vênh của tấm bán dẫn
Độ nhám bề mặt
Sứt mẻ cạnh
Vệ sinh và xử lý sau khi mài

3. Cắt lát wafer

Máy cưa cắt sẽ tách tấm bán dẫn thành các chip riêng lẻ theo các đường cắt. Chất lượng cắt ổn định là điều cần thiết để mỗi chip khớp với tấm đệm chip trên khung dẫn và có thể được lấy ra và đặt vào vị trí một cách đáng tin cậy.

Các biện pháp kiểm soát quy trình chính

Độ chính xác khi cắt
Tính nhất quán về kích thước khuôn
Kiểm soát sứt mẻ và nứt vỡ
Tình trạng lưỡi dao và trục chính
Độ sạch của bề mặt cắt
Bản đồ wafer và theo dõi chip

4. Gắn khuôn

Máy hàn chip đặt chip bán dẫn lên tấm tản nhiệt của khung dẫn TO252. Có thể sử dụng keo epoxy dẫn điện, chất hàn, keo eutectic hoặc phương pháp gắn kết đạt tiêu chuẩn khác tùy thuộc vào thiết kế thiết bị và yêu cầu về nhiệt.

Các biện pháp kiểm soát quy trình chính

Vị trí và sự xoay của khuôn
Độ nghiêng của khuôn
Khối lượng chất kết dính hoặc chất hàn
Độ dày đường liên kết
Lực lượng bố trí
Hồ sơ gia nhiệt và đóng rắn
Tỷ lệ rỗng và độ bền liên kết

Thiết bị được đề xuất

Máy nghiền bánh wafer
Máy làm mỏng wafer siêu chính xác hoàn toàn tự động HY-WT3005.
Máy cưa cắt lát
Máy cưa cắt lát mỏng HY-WD1202.
Die Donder
Máy hàn chip đa chức năng hoàn toàn tự động HY-GD800. Độ chính xác đặt chip điển hình có thể đạt ±5 μm và ±0,1°, tùy thuộc vào sản phẩm cuối cùng và cấu hình quy trình.

5. Hàn dây

Hàn dây tạo ra kết nối điện giữa các điểm tiếp xúc trên chip và khung dẫn. Cần lựa chọn nền tảng hàn, ống mao dẫn hoặc nêm, vật liệu dây, đường kính dây, hệ thống siêu âm và chương trình hàn phù hợp với cấu trúc của thiết bị.

Các biện pháp kiểm soát quy trình chính

Vị trí liên kết
Lực liên kết
Năng lượng siêu âm
Thời gian gắn kết
Đường kính dây
Chiều cao và độ rộng của vòng lặp
lực kéo và chất lượng liên kết

6. Khuôn đúc

Phương pháp ép chuyển bao bọc chip, dây dẫn và một phần khung dẫn bằng hợp chất epoxy. Quá trình này cung cấp khả năng cách điện, chống ẩm và bảo vệ cơ học.

Các biện pháp kiểm soát quy trình chính

Nhiệt độ khuôn
Áp suất và tốc độ truyền tải
Trám răng sâu
Quét dây
Khoảng trống và sự lấp đầy không hoàn chỉnh
Chớp nhoáng và chảy máu
Nguy cơ tách lớp
Căng thẳng khi đóng gói

7. Quá trình xử lý sau khi đúc

Sau khi đúc khuôn, quá trình xử lý sau đúc sẽ hoàn tất quá trình liên kết chéo của hợp chất đúc và ổn định các đặc tính cơ học, cách điện và chống ẩm của nó.

Các biện pháp kiểm soát quy trình chính

Nhiệt độ đóng rắn
Thời gian chữa trị
Phương thức tải
Phân chia lô đất
Độ đồng đều của lò nướng
Khả năng truy xuất nguồn gốc quy trình

8. Cắt tỉa và tạo hình

Thiết bị cắt và tạo hình loại bỏ các thanh giằng khung dẫn và tạo hình các chân dẫn theo hình dạng TO252 cần thiết cho việc lắp đặt SMT.

Các biện pháp kiểm soát quy trình chính

Kích thước chì
Độ đồng phẳng của chì
Góc tạo hình
Kiểm soát gờ
Bảo vệ thân kiện hàng
Độ ổn định của việc cấp liệu và định vị dải

Thiết bị được đề xuất

Máy hàn dây
Máy hàn dây nhôm siêu âm tự động HY-HW3850 loại dày
Khuôn đúc
Khuôn đúc HY-PM252-6R
Chế biến thực phẩm & Dịch vụ ăn uống
Hệ thống cắt và tạo hình tự động HY-TF210

9. Đánh dấu và kiểm tra trực quan

Hệ thống đánh dấu này áp dụng thông tin nhận dạng sản phẩm và truy xuất nguồn gốc lên bề mặt bao bì. Có thể tích hợp hệ thống thị giác để xác minh vị trí, nội dung, độ rõ nét của dấu và hình thức bao bì.

Các biện pháp kiểm soát quy trình chính

Mô hình sản phẩm
Số lô hoặc số mẻ
Mã ngày tháng
Thông tin nhà sản xuất
Mã truy xuất nguồn gốc
Kiểm tra tính cách và ngoại hình

10. Bài kiểm tra cuối cùng và phân loại

Bộ phận xử lý thử nghiệm cuối cùng thực hiện cấp liệu, định vị, tiếp xúc, kiểm tra và phân loại các thiết bị đã hoàn thiện theo kết quả kiểm tra điện.

Các biện pháp kiểm soát quy trình chính

Điện áp đánh thủng
Dòng rò rỉ
Điện trở bật
Điện áp ngưỡng
Điện áp thuận
Các thông số điện tĩnh
Thông số thiết bị tùy chỉnh
Phân loại thùng và ghi dữ liệu

11. Đóng gói

Các thiết bị TO252 đạt tiêu chuẩn được đóng gói theo yêu cầu xử lý và lắp ráp SMT của khách hàng. Thông số kỹ thuật đóng gói cần xác định hướng đặt, số lượng, nhãn mác, khả năng chống ẩm và khả năng truy xuất nguồn gốc.

Các biện pháp kiểm soát quy trình chính

Đóng gói dạng cuộn băng
Đóng gói dạng tuýp hoặc khay (nếu có).
Điều khiển hướng
Ghi nhãn và ghi chép lô hàng
Bao bì chống ẩm
Kiểm tra xuất kho cuối cùng

Kiểm tra tay cầm
Bộ điều khiển thử nghiệm tháp pháo HY-TS980
Máy phân loại tháp
Hệ thống tích hợp kiểu tháp pháo HY-TH800

Cấu hình thiết bị được đề xuất

Quá trình	Cấu hình được đề xuất	Chức năng chính
Mài mặt sau của tấm wafer	HY-WT3005	Tự động làm mỏng tấm bán dẫn, kiểm soát độ dày, căn chỉnh, làm sạch và xử lý.
Cắt lát mỏng	HY-WD1202	Tách rời các tấm bán dẫn với độ chính xác cắt và kiểm soát hiện tượng sứt mẻ.
Gắn khuôn	HY-GD800	Gắp chip, căn chỉnh bằng hình ảnh, quy trình dán hoặc hàn, và định vị chính xác cao.
Nối dây	HY-HW3850	Kết nối điện giữa chip và khung dẫn.
Khuôn đúc	HY-PM252-6R	Ép chuyển và đóng gói bao bì
Sau khi xử lý khuôn	Lò sấy	Kiểm soát quá trình đóng rắn sau khi đúc và quản lý lô sản phẩm
Cắt tỉa và tạo hình	HY-TF210	Cắt và tạo hình chì TO252
Đánh dấu	Hệ thống khắc laser tự động	Dấu hiệu nhận dạng sản phẩm và truy xuất nguồn gốc
Bài kiểm tra cuối cùng và phân loại	HY-TS980	Kiểm tra điện, phân loại và sắp xếp thiết bị tự động
Đóng gói	HY-TH800	Kiểm soát hướng đặt, đếm, đóng gói và dán nhãn.

Cấu hình dây chuyền sản xuất linh hoạt

Thiết bị độc lập

Thích hợp cho phòng thí nghiệm, phát triển quy trình, sản xuất thử nghiệm, hoặc thay thế và mở rộng các hoạt động riêng lẻ trong nhà máy hiện có.

Dây chuyền bán tự động

Giữ lại một số bước tải hoặc chuyển hàng thủ công trong khi sử dụng định vị, xử lý, kiểm tra và ghi dữ liệu tự động để cải thiện tính nhất quán và giảm sự phụ thuộc vào lao động.

Dây chuyền hoàn toàn tự động

Kết nối các thiết bị thông qua việc cấp liệu tự động, chuyển vật liệu, kiểm tra trực tuyến, phân loại và quản lý dữ liệu sản xuất để giảm thiểu thao tác giữa các công đoạn và hỗ trợ sản xuất khối lượng lớn.

Khả năng tương thích với nhiều gói sản phẩm

Một số máy có thể hỗ trợ các loại module nguồn TO252, TO220 hoặc các loại module tương tự bằng cách thay đổi các phụ kiện, rãnh dẫn, khuôn mẫu, các bộ phận tiếp xúc, dụng cụ và chương trình xử lý. Khả năng tương thích phải được đánh giá dựa trên kích thước thực tế của module, cấu trúc khung dẫn, thông số quy trình và yêu cầu về năng suất.

Yêu cầu giải pháp đóng gói TO252 tùy chỉnh

Hãy gửi cho chúng tôi bản vẽ thiết bị, thông tin khung dẫn, quy trình sản xuất, công suất mục tiêu, yêu cầu tự động hóa và điều kiện nhà máy. HYRNUS sẽ đánh giá dự án và đề xuất cấu hình máy độc lập phù hợp hoặc dây chuyền đóng gói và kiểm tra TO252 hoàn chỉnh.

Liên hệ với đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi

Câu hỏi thường gặp

Liệu dây chuyền sản xuất có thể được tùy chỉnh cho các thiết bị TO252 khác nhau không?

Đúng vậy. Cấu hình cần được điều chỉnh tùy theo kích thước chip, thiết kế khung dẫn, vật liệu gắn chip, phương pháp liên kết, cấu trúc khuôn đúc, chương trình kiểm tra, định dạng đầu vào và đầu ra, và thông lượng mục tiêu.

Có thể mua từng máy riêng lẻ không?

Vâng. Khách hàng có thể lựa chọn một máy đơn lẻ, nhiều quy trình được kết nối với nhau, hoặc một dây chuyền đóng gói và kiểm tra hoàn chỉnh.

Thiết bị này có hỗ trợ sản phẩm TO220 không?

Một số thiết bị có thể hỗ trợ gói nguồn TO220 hoặc các gói nguồn tương tự sau khi thay đổi các phụ kiện, khuôn mẫu, đường ray, dụng cụ, các bộ phận tiếp xúc hoặc chương trình. Khả năng tương thích cuối cùng phải được xác nhận từ bản vẽ sản phẩm và yêu cầu quy trình.

HYRNUS có cung cấp dịch vụ hỗ trợ lắp đặt và vận hành không?

Dịch vụ hỗ trợ có thể bao gồm lắp đặt, vận hành thử, sản xuất thử nghiệm, đào tạo người vận hành, đào tạo bảo trì và hỗ trợ kỹ thuật liên tục, tùy thuộc vào phạm vi dự án đã thỏa thuận.