晶圆级功率模块封装技术解析及合明科技晶圆级封装清洗剂介绍

晶圆级系统集成（Wafer-to-Wafer， W2W）技术为实现宽禁带器件（如碳化硅SiC和氮化镓GaN）的高密度封装提供了多种创新路径。它通过提升互连密度、改善散热能力和减小寄生参数，能充分发挥宽禁带半导体高温、高频、高效的性能潜力。

下面这个表格汇总了目前主流的几种W2W高密度封装技术路径及其核心特征，你可以快速了解其全貌。

各封装路径的技术剖析

晶圆堆叠与混合键合

这两种技术是追求极致互连密度和性能的答案。晶圆堆叠（WoW） 通过TSV（硅通孔）等技术进行垂直互连，将多颗芯片像建造高楼一样堆叠起来，极大缩短了芯片间数据路径，在提升带宽的同时显著降低了功耗。

混合键合 则更进一步，它通过在晶圆表面制作金属连接点（如铜-铜键合）和介质层，然后直接键合实现电气互联。这可以替代传统的引线键合，能实现更小的互连间距（Pitch < 2.5µm） 和更低的寄生参数，这对于发挥宽禁带器件的高频优势至关重要。这项技术也是当前Chiplet系统集成的关键技术之一。

双面冷却与热管理

宽禁带器件如SiC能够工作在比硅基器件高得多的结温（例如200°C以上，理论上可达500°C），但传统封装的单面散热方式成为了瓶颈。双面冷却封装 通过创新的封装结构（例如采用烧结银等材料将芯片上下表面直接连接至散热基板），为热量提供了上下两个散出路径。

这种技术能将模块的总热阻降低约30%-50%，允许模块承受更高的电流密度，是实现高功率密度的关键。三菱电机在其SiC模块中应用的无引线键合和双面散热技术，就是这一理念的成功实践。

平面互连与嵌入式封装

为了克服传统引线键合带来的寄生电感和电阻问题，平面互连技术（如采用铜柱、凸块、再布线层RDL）被广泛应用。它能显著降低寄生电感（可达至纳亨nH级别），支持SiC和GaN器件实现更高频率的开关操作，同时减少开关损耗和电压过冲。

嵌入式封装 则将芯片嵌入到基板腔体内，可以实现更薄、机械可靠性更高的封装结构，有助于系统的小型化。

增材制造的探索

增材制造（3D打印） 为功率模块封装带来了前所未有的设计自由度。使用特殊墨水可以一次性打印出包含导体、绝缘体甚至内嵌冷却流道的复杂三维结构。这意味着可以制造出传统方法无法实现的、高度定制化的散热解决方案，为未来应对极端热管理挑战提供了新的可能。

 技术挑战与未来展望

尽管晶圆级系统集成的路径多样，但要走向大规模产业化，还面临一些共同的挑战：

• 热管理是核心挑战：系统集成度越高，单位体积的热量密度越大。虽然双面冷却等技术改善了散热，但如何高效将热量从整个模块中导出仍是关键。开发高热导率的新型封装材料（如氮化铝AlN陶瓷基板、微纳米AlN复合材料）是重要的研究方向。

• 寄生参数与电磁兼容：在高频高速开关下，即使很低的寄生电感和电容也会引起严重的电压过冲和电磁振荡。需要通过低电感模块结构设计（如叠层母线）和优化布局来精确控制寄生参数。

• 连接可靠性：不同材料（如SiC芯片与基板）之间热膨胀系数（CTE）的失配，在温度循环下会产生热机械应力，可能导致连接点失效。采用烧结银等先进连接技术，可以有效改善连接可靠性和散热性能。

• 表征技术与标准缺失：宽禁带器件的高速、高温特性对传统的测试表征方法提出了挑战。目前，芯片元胞级电-热特性精准评估、多芯片动态热耦合快速评估等新型表征方法正在发展中，急需建立与之配套的行业标准。

 总结

晶圆级系统集成技术通过多种路径的探索与融合，正逐步解决宽禁带半导体在高温、高频应用中的封装瓶颈。在实际的高端功率模块中，这些技术路径常常被组合运用，例如，一个模块可能采用混合键合进行晶圆级互连，同时集成双面冷却结构。

未来，随着封装材料、设计和表征技术的持续进步，晶圆级系统集成将使宽禁带功率模块在体积、效率和可靠性上达到新的高度，为新能源汽车、可再生能源、工业驱动等领域带来更强大的动力"心脏"。

希望以上梳理能帮助你建立起对晶圆级功率模块封装技术的清晰认知。

晶圆级封装清洗-合明科技锡膏助焊剂清洗剂介绍：

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

合明科技研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

合明科技运用自身原创的产品技术，满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求，打破国外厂商在行业中的垄断地位，为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

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合明科技凭借精湛的产品技术水平受邀成为国际电子工业连接协会技术组主席单位，编写全球首部中文版《清洗指导》IPC标准（标准编号：IPC-CH-65B CN）(“Guidelines for Cleaning of Printed Boards and Assemblies”)，IPC标准是全球电子行业优先选用标准，是集成电路材料产业技术创新联盟会员成员。

主营产品包括：集成电路与先进封装清洗材料、电子焊接助焊剂、电子环保清洗设备、电子辅料等。

半导体技术应用节点：FlipChip ;2D/2.5D/3D堆叠集成;COB绑定前清洗；晶圆级封装；高密度SIP焊后清洗；功率电子清洗。