Keo die attach cho đóng gói chip công suất
Keo die attach dẫn nhiệt cao giúp chip công suất như MOSFET, IGBT hay chip LED công suất tản nhiệt nhanh xuống đế, đồng thời giữ liên kết bền vững qua hàng nghìn chu kỳ nhiệt trong vòng đời sản phẩm.
Die attach là bước gắn chip bán dẫn lên khung dẫn hoặc đế. Với chip công suất, lớp liên kết này không chỉ giữ chip mà còn là đường thoát nhiệt chính. Nếu nhiệt trở lớp keo cao, nhiệt độ mối nối của chip tăng, làm giảm hiệu suất và tuổi thọ.
Chu kỳ bật tắt liên tục của bộ biến tần, bộ sạc hay đèn LED khiến lớp die attach giãn nở và co lại hàng triệu lần, nên độ bền mỏi quan trọng không kém khả năng dẫn nhiệt ban đầu.
Các công nghệ die attach phổ biến
Keo epoxy pha bạc
Dễ sử dụng, đóng rắn ở 150–175°C, hệ số dẫn nhiệt 2–30 W/m·K tùy hàm lượng bạc. Phù hợp chip công suất trung bình và LED.
Bạc thiêu kết
Hạt bạc nano hoặc micro thiêu kết ở 200–250°C, tạo lớp bạc gần như nguyên chất với hệ số dẫn nhiệt trên 100 W/m·K. Phù hợp mô-đun công suất SiC, GaN cho xe điện.
Hàn mềm
Hàn thiếc không chì truyền thống, dẫn nhiệt tốt nhưng mỏi nhiệt ở chu kỳ nhiệt độ cao.
So sánh đặc tính
| Đặc tính | Epoxy bạc | Bạc thiêu kết | Hàn SAC |
|---|---|---|---|
| Dẫn nhiệt (W/m·K) | 2–30 | 100–250 | 50–60 |
| Nhiệt độ làm việc tối đa | 150–175°C | Trên 250°C | Khoảng 150°C |
| Độ bền chu kỳ nhiệt | Tốt | Rất tốt | Trung bình |
| Chi phí | Thấp | Cao | Thấp |
Kiểm soát chất lượng lớp die attach
- Độ dày lớp keo đồng đều 15–40 micron, kiểm soát bằng lực gắp chip.
- Lỗ rỗng dưới 5% diện tích, kiểm tra bằng X-quang.
- Độ nghiêng chip dưới 10 micron giữa hai cạnh.
- Thử lực cắt chip theo tiêu chuẩn MIL-STD-883.
Lỗ rỗng là kẻ thù số một vì chúng tạo điểm nóng cục bộ. Sấy trong môi trường nitơ, đóng rắn theo đường nhiệt có giai đoạn giữ nhiệt và chọn keo có hàm lượng chất bay hơi thấp giúp giảm lỗ rỗng đáng kể.
Khi lựa chọn giữa epoxy bạc và bạc thiêu kết, nhà máy nên tính tổng chi phí sở hữu, bao gồm cả thiết bị ép thiêu kết, yêu cầu bề mặt mạ bạc hoặc vàng trên đế và tỷ lệ sản phẩm đạt. Với mô-đun dùng cho xe điện và năng lượng tái tạo, chi phí cao hơn của bạc thiêu kết thường được bù lại nhờ tuổi thọ dài hơn.
AMS cung cấp keo die attach từ các hãng hàng đầu cho nhà máy đóng gói bán dẫn và mô-đun công suất. Liên hệ AMS Việt Nam để nhận tư vấn và mẫu thử.
