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CLIP 封装(半导体 Clip Package / 铜夹封装)
4 小时前   浏览:97   作者:小萍子

Clip封装工艺是一种采用铜片(Cu Clip)实现芯片与引脚连接的先进半导体封装技术‌,相比传统引线键合,它在电性能、散热和可靠性方面实现显著突破,已成为高功率器件主流升级方向。

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CLIP = Clip Interconnect Package,业内常称铜夹封装、Clip 封装,是功率半导体主流封装工艺,大量用于 MOSFET、IGBT、功率二极管、DrMOS。

逐层剖面结构(自底部向上)

  1. 引线框架基岛(Die Pad / D 极焊盘)

    铜基材框架,器件背部外露金属 Tab,直接作为漏极外部散热面与电气引出。
  2. 底层焊料层(固晶焊层 Solder Die Attach)

    焊锡 / 烧结银,填充在基岛上表面与芯片背面之间;实现芯片漏极 D ↔ 基岛导电与导热。
  3. 功率半导体裸芯片(Silicon / SiC Die)

    • 芯片底面:整片金属化,漏极 D;
    • 芯片顶面:两大区域 —— 大面积源极焊盘(S Pad)、一小块独立栅极焊盘(G Pad)。
  4. 上层焊料层(Clip 焊接焊层)

    仅铺在芯片源极 S 焊盘表面,用于焊接铜夹下表面。
  5. 铜夹(Copper Clip,核心互连件)

    一体冲压成型的厚铜片,结构分为两段:

    作用:整块铜片替代数十根铝键合线,形成宽截面 S 极导电通道。


    • 下端接触面:平整压合在芯片源极焊盘,通过焊层实现电气导通;
    • 延伸悬臂:向上、向外弯折,搭接到框架源极 S 引脚内端并焊接;
  6. 栅极引线(细铝丝 / 铜线 Wire Bond)

    Clip 封装只把大电流源极改用铜夹;栅极电流极小,依然保留单根细引线,连接芯片 G 焊盘与栅极框架引脚。
  7. 环氧树脂塑封体(Mold Compound)

    包裹全部芯片、焊层、铜夹、引线与框架内端;绝缘、防潮、机械保护; 器件底部基岛下表面裸露在外,不被塑封覆盖,用于 PCB 散热。
  8. 框架外引脚(G / S / D 引脚)

    从塑封两侧伸出,用于 PCB 贴片焊接。

电气通路文字梳理

  • 漏极 D

    :芯片背面 → 底层焊料 → 基岛(背部 Tab)→ D 引脚
  • 源极 S

    :芯片正面 S 焊盘 → 上层焊料 → 铜夹 → S 引脚(Clip 主回路)
  • 栅极 G

    :芯片正面 G 焊盘 → 细键合引线 → G 引脚

一、核心原理

  • 传统功率器件:铝丝 / 金线键合(Wire Bond) 

  • CLIP 封装:用一块铜金属夹片(Copper Clip) 直接压接芯片源极 / 发射极与引脚框架,替代多根细引线。 

  • 结构简化: 芯片电极 → 铜夹 → 引线框架,一体导电通路。


二、核心优势

  1. 更低导通电阻 Rds (on)

    铜截面积远大于铝丝,减小欧姆损耗,适合大电流。
  2. 更好散热

    铜夹导热优于铝线,芯片热量更快导出,温升更低。
  3. 更高电流承载能力

    同等封装外形,CLIP 版本额定电流明显高于引线键合版本。
  4. 降低寄生电感

    短而宽的铜夹 → 引线电感大幅减小,开关噪声更小、适合高频电源(DC-DC、服务器电源、快充)。
  5. 可靠性提升

    避免铝丝高温循环疲劳断裂问题,抗功率循环能力更强。

三、常见 CLIP 封装型号(外形还是传统封装,内部采用 Clip)

  • TO-252 (DPAK) CLIP

  • TO-263 (D2PAK) CLIP

  • TO-247 CLIP

  • QFN / Power QFN CLIP(DrMOS 常用)

外观上和普通 TO252 看不出区别,需要看料号规格书标注:Copper Clip / Clip Bond

四、劣势


  1. 生产成本高于铝丝键合器件;
  2. 工艺限制:芯片布局、平整度要求高;
  3. 无法随意修复返工。

五、典型应用场景


  • 服务器主板 DrMOS
  • 笔记本、车载 DC-DC 降压
  • 快充电源、储能 BMS 开关管
  • 锂电保护板大电流 MOS


六、快速区分:Wire Bond vs Clip


打开规格书重点看两处:

  1. Package Construction:Copper Clip Interconnect
  2. 相同封装对比参数:CLIP 版本 Rds (on) 更小、Id 更大




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