Wachstum bei Leistungshalbleitern treibt Fortschritte in der Gehäusetechnologie voran

Elektrofahrzeuge, erneuerbare Energien, Energiespeicher und industrielle Automatisierung steigern die Nachfrage nach IGBTs, MOSFETs und Siliziumkarbid-Leistungshalbleitern (SiC). Mit der zunehmenden Verbreitung dieser Anwendungen müssen Gehäuse zuverlässige elektrische Verbindungen, effiziente Wärmeableitung und stabile Leistung unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen gewährleisten.

Marktkontext für Halbleiterausrüstung bis 2025

Globale Abrechnungen	Wachstum im Vergleich zum Vorjahr	Montage & Verpackung	Prüfgeräte
135,1 Milliarden US-Dollar	+15 %	+21%	+55%

*Diese Zahlen beschreiben den breiteren Markt für Halbleiteranlagen. Sie deuten auf steigende Investitionen in Gehäuse- und Testkapazitäten hin und nicht auf ein Wachstum allein im Bereich der Leistungshalbleiter.

Warum die Verpackung für Leistungselektronikgeräte so wichtig ist

Leistungshalbleiter arbeiten mit höheren Strömen, Spannungen und Temperaturen als viele herkömmliche integrierte Schaltungen. Ihre Gehäuse müssen daher den Wärmewiderstand kontrollieren, die elektrische Isolation gewährleisten und wiederholten Temperatur- und Leistungszyklen standhalten. Eine mangelhafte Chipbefestigung, instabile Verbindungen oder Lufteinschlüsse können die Effizienz und die Langzeitstabilität direkt beeinträchtigen.

Schlüsselprozesse bei der Gehäusefertigung von Leistungshalbleitern

WaferverarbeitungPräzises Schleifen, Vereinzeln und Handhaben trägt zum Schutz der Chipfestigkeit bei und reduziert Kantenschäden, insbesondere bei spröden SiC-Wafern.
Die Bonding: Stabile Platzierung, kontrollierte Klebefugendicke und geringe Porenbildung unterstützen Wärmeübertragung und mechanische Zuverlässigkeit.
Draht- und BandbondenDicke Aluminiumdrähte, Flachbandkabel und andere Verbindungsmethoden gewährleisten die für Leistungselektronik und -module erforderliche Stromtragfähigkeit.
Oberflächenbehandlung, Formgebung und PrüfungSaubere Oberflächen, gleichmäßige Verkapselung und vollständige elektrische Prüfungen tragen zur Verbesserung der Haftung, des Schutzes und der Rückverfolgbarkeit des Produkts bei.

SiC erzeugt höhere Prozessanforderungen

SiC-Bauelemente ermöglichen höhere Schaltfrequenzen, geringere Leistungsverluste und den Betrieb bei erhöhten Temperaturen. Diese Vorteile rücken die Waferhandhabung, die Qualität der Chipbefestigung, die Stabilität der Verbindungen und das thermische Design des Gehäuses stärker in den Fokus. Die Anlagen müssen reproduzierbare Genauigkeit und Prozesskontrolle gewährleisten und nicht nur eine höhere Produktionsgeschwindigkeit.

Auswirkungen auf Verpackungsanlagen

Traditionelle Verfahren wie Wafer-Vereinzelung, Chipbonden und Drahtbonden sind in der Automobilelektronik, der industriellen Steuerungstechnik, der Energiespeicherung und im Energiemanagement weiterhin weit verbreitet. Hersteller, die Anlagen auswählen, sollten die Gerätestruktur, den Gehäusetyp, das Bondmaterial, die erforderliche Genauigkeit, den Durchsatz, die Zuverlässigkeitsziele und die Schnittstellen zur Fabrikautomation berücksichtigen.

HYRNUS Geräte- und Lösungsunterstützung

HYRNUS bietet Anlagen für die Halbleiterwaferbearbeitung, das Die-Bonding, das Drahtbonden, die Plasma-Oberflächenbehandlung, das Formen sowie für Inspektion und Testhandling. Für Leistungshalbleiterprojekte mit spezifischen Gehäuseformaten, Produktionskapazitäten oder Prozessanforderungen unterstützt unser Ingenieurteam Sie bei der Anlagenauswahl und der kundenspezifischen Produktionsplanung.

Mit fortschreitender Elektrifizierung wird die Gehäusetechnologie ein entscheidendes Bindeglied zwischen der Leistungsfähigkeit von Leistungselektronikgeräten und einer zuverlässigen Massenproduktion bleiben.