Pembungkusan Peranti Kuasa TO-247: Penyelesaian Proses Lengkap untuk Aplikasi Berkuasa Tinggi

Pasaran pakej TO diskret global mencapai $4.83 bilion pada tahun 2025, berkembang 8.1% tahun ke tahun, didorong oleh peningkatan permintaan untuk peranti kuasa dalam kenderaan tenaga baharu, inverter fotovoltaik dan sistem storan tenaga. Antara semua keluarga pakej TO, TO-247 menonjol sebagai pilihan utama untuk aplikasi berkuasa tinggi dan arus tinggi—mampu mengendalikan 30–80A dengan 3 hingga 5 pin, menjadikannya pakej pilihan untuk IGBT, MOSFET SiC dan MOSFET simpang super dalam pemacu perindustrian, inverter daya tarikan EV, pengecas atas dan penukar DC-DC.

Memandangkan peranti MOSFET SiC semakin menerima pakai pembungkusan TO-247 untuk prestasi pelesapan habanya yang cemerlang—membolehkan pelesapan haba yang cepat dan operasi yang stabil dalam persekitaran suhu tinggi—permintaan untuk penyelesaian pembungkusan TO-247 yang andal dan berkualiti tinggi tidak pernah lebih hebat.

Artikel ini memberikan gambaran keseluruhan yang komprehensif tentang proses pembungkusan TO-247 yang lengkap, merangkumi setiap langkah daripada penyediaan wafer hingga ujian akhir, dengan penyelesaian peralatan yang disyorkan untuk setiap peringkat.

Gambaran Keseluruhan

TO-247 ialah pakej kuasa melalui lubang yang dicirikan oleh:

Saiz acuan besar: Menampung cip kuasa terbesar dalam keluarga TO
3–5 pin: 3-pin standard (TO-247-3L), 4-pin dengan pemancar Kelvin (TO-247-4L), dan varian 5-pin
Tab sink haba bersepadu: Tab logam bahagian belakang berfungsi sebagai sambungan haba dan elektrik
Kapasiti semasa: 30–80A, dengan beberapa varian yang menyokong sehingga 200A
Ikatan dawai aluminium ultra tebal: Wayar aluminium 300–500μm, selalunya sambungan selari berbilang wayar untuk mengurangkan rintangan dan meningkatkan keupayaan pembawaan arus

Aliran Proses Pembungkusan TO-247 Lengkap

Proses pembungkusan TO-247 mengikuti aliran kerja siri TO standard dengan penyesuaian khusus untuk keperluan kuasa tinggi:

Pengisaran Belakang Wafer → Dadu Wafer → Pembersihan Plasma → Pasang Acuan → Ikatan Wayar → Acuan → Potong & Bentuk → Uji & Susun → Pemeriksaan

Berikut adalah butiran terperinci bagi setiap langkah dengan peralatan yang disyorkan.

Langkah 1: Pengisaran Belakang Wafer (Penipisan Wafer)

Cip peranti kuasa untuk TO-247 biasanya setebal 200–350μm dengan penglogaman bahagian belakang untuk pelesapan haba yang optimum. Wafer mesti dikisar mengikut ketebalan sasaran sambil mengekalkan kualiti permukaan untuk pemasangan acuan seterusnya.

Peralatan yang Disyorkan	Barang	Tujuan
Mesin Pengisar/Penggilap Automatik Sepenuhnya	HY-TP9730	Penipisan + penggilapan bahagian belakang cip kuasa, mengurangkan rintangan haba

Langkah 2: Menghiris Wafer

TO-247 mempunyai saiz acuan yang besar dengan garisan pencungkil yang lebar. Pemotongan dadu mesti mengelakkan keretakan dan keretakan, kerana cip kuasa lebih mudah terdedah kepada kerosakan mekanikal semasa singulasi.

Peralatan yang Disyorkan	Barang	Tujuan
Gergaji Dadu Dwi-Gelendral Automatik Sepenuhnya + Pengisih	HY-WD1202	Singulasi cip kuasa besar, pencegahan retak dan kerepek

Langkah 3: Pembersihan Plasma

Kerangka plumbum kuprum atau besi-nikel, bersama-sama permukaan cip, mesti dibersihkan sepenuhnya daripada minyak, oksida dan zarah. Langkah ini penting untuk mencegah penyingkiran semasa pengacuan dan memastikan lekatan acuan dan ikatan dawai yang kuat.

Peralatan yang Disyorkan	Barang	Tujuan
Pembersih Plasma Vakum	HY-EI160	Pembersihan kelompok kerangka utama kawasan besar, pencegahan penyingkiran

Langkah 4: Pasang Mati

TO-247 memerlukan pelekat acuan berkuasa tinggi dengan epoksi perak atau ikatan eutektik. Kawasan pulau yang besar memerlukan daya dan ketepatan penempatan yang tinggi, dengan kekuatan ricih acuan ≥5kg. Bagi peranti SiC/GaN, pelekat acuan eutektik adalah lebih diutamakan untuk kekonduksian terma yang unggul dan kebolehpercayaan suhu tinggi.

Peralatan yang Disyorkan	Barang	Tujuan
Pengikat Die Berkuasa Tinggi	HY-DB812	Lekat acuan kuasa besar TO-247, kekuatan ricih tinggi, kekonduksian terma tinggi
Pengikat Die Eutektik	HY-GD4000	Lampiran eutektik peranti SiC/GaN berkuasa tinggi

Langkah 5: Ikatan Wayar (Penting untuk Peranti Kuasa)

Ikatan dawai boleh dikatakan langkah paling kritikal dalam pembungkusan TO-247. Tidak seperti peranti isyarat kecil, TO-247 memerlukan ikatan dawai aluminium ultra tebal (300–500μm) dengan berbilang dawai selari untuk mengendalikan arus tinggi sambil meminimumkan rintangan dan induktans. Dawai besar dan dawai tebal memerlukan ikatan akses dalam khusus dengan kuasa ultrasonik yang tinggi.

Peralatan yang Disyorkan	Barang	Tujuan
Pengikat Wayar Aluminium Berat Dwi-Kepala	HY-HW3850	Ikatan dawai aluminium tebal arus tinggi TO-247, pengurangan rintangan, peningkatan kapasiti arus

Langkah 6: Pengacuan (Pemindahan Pengacuan)

TO-247 memerlukan acuan besar dengan tekanan pengapit yang tinggi (sehingga 180 tan) disebabkan oleh saiz bungkusan yang besar dan enkapsulasi resin epoksi yang tebal. Proses pengacuan mesti meminimumkan lompang dan memastikan pengisian lengkap di sekitar wayar ikatan tebal dan cip besar.

Peralatan yang Disyorkan	Barang	Tujuan
Sistem Pengacuan Automatik Sepenuhnya (180T)	HY-PS8180	Pengacuan acuan besar tekanan tinggi TO-247, pengurangan lompang, pengoptimuman pelesapan haba

Langkah 7: Potong & Bentuk

Selepas pengacuan, rangka utama mesti dipangkas dan dibentuk. TO-247 mempunyai rangka panjang dengan 3–5 pin tebal yang memerlukan keupayaan pemangkasan dan pembentukan yang teguh. Koplanari mesti dikawal kepada ≤0.1mm.

Peralatan yang Disyorkan	Barang	Tujuan
Sistem Potong & Bentuk Automatik Sepenuhnya	HY-TF221	Pemangkasan, lenturan dan singulasi khusus TO-247

Langkah 8: Uji & Susun

TO-247 memerlukan ujian voltan tinggi, arus tinggi dengan kawalan suhu dan penyejukan udara paksa. Soket ujian mesti mengendalikan peranti berat dan mengelakkan pin terbakar semasa ujian arus tinggi.

Peralatan yang Disyorkan	Barang	Tujuan
Pengendali Turret Tugas Berat	HY-TS936H	TO-247 voltan tinggi, ujian arus tinggi, pencegahan terbakar, pengeluaran volum tinggi

Langkah 9: Pemeriksaan AOI & X-Ray

Bagi TO-247, pemeriksaan X-Ray adalah wajib bagi memeriksa lompang dalaman, sapuan wayar dan anjakan cip. Pemeriksaan AOI mengesahkan kualiti pakej luaran dan integriti pin.

Peralatan yang Disyorkan	Barang	Tujuan
Sistem Pemeriksaan Sinar-X	HY-XR5010	Pengesanan lompang, pemeriksaan wayar putus, pengesanan anjakan cip
Sistem AOI	HY-BI300	Rupa pakej, pemeriksaan ubah bentuk pin

Ringkasan

Pembungkusan TO-247 mewakili kemuncak pembungkusan peranti kuasa melalui lubang, menawarkan keupayaan pengendalian arus yang tiada tandingan, prestasi haba yang cemerlang dan kebolehpercayaan yang terbukti untuk aplikasi kuasa tinggi yang paling mencabar. Proses pembungkusan yang lengkap—daripada pengisaran semula wafer hingga pemeriksaan akhir—memerlukan peralatan khusus pada setiap peringkat, terutamanya untuk:

Ikatan dawai aluminium ultra tebal (300–500μm) dengan konfigurasi selari berbilang dawai
Acuan tekanan tinggi (180T) dengan acuan besar dan khusus
Ujian tugas berat dengan kawalan suhu dan penyejukan udara paksa
Pemeriksaan X-Ray untuk pengesahan lompang dalaman dan integriti wayar

Untuk maklumat lanjut tentang peralatan dan penyelesaian pembungkusan TO-247, hubungi pasukan jualan teknikal kami.