Encapsulado TO-247 para dispositivos de potencia: Solución de proceso completa para aplicaciones de alta potencia.

El mercado global de paquetes TO discretos alcanzó 4.830 millones de dólares en 2025, creciente 8,1% año tras año, impulsado por la creciente demanda de dispositivos de potencia en vehículos de nueva energía, inversores fotovoltaicos y sistemas de almacenamiento de energía. Entre todas las familias de encapsulados TO, el TO-247 destaca como la mejor opción para aplicaciones de alta potencia y alta corriente, capaz de manejar de 30 a 80 A con 3 a 5 pines, lo que lo convierte en el encapsulado ideal para IGBT, MOSFET de SiC y MOSFET de superunión en accionamientos industriales, inversores de tracción para vehículos eléctricos, cargadores a bordo y convertidores CC-CC.

A medida que los dispositivos MOSFET de SiC adoptan cada vez más el encapsulado TO-247 por su excelente rendimiento de disipación de calor, que permite una rápida disipación del calor y un funcionamiento estable en entornos de alta temperatura, la demanda de soluciones de encapsulado TO-247 fiables y de alta calidad nunca ha sido mayor.

Este artículo ofrece una visión general completa de la Proceso completo de empaquetado TO-247, que abarca todos los pasos, desde la preparación de las obleas hasta la prueba final, con soluciones de equipos recomendadas para cada etapa.

Descripción general

TO-247 es un paquete de alimentación de orificio pasante que se caracteriza por:

Tamaño de matriz grande: Admite los chips de potencia más grandes de la familia TO.
3–5 pines: Variantes estándar de 3 pines (TO-247-3L), de 4 pines con emisor Kelvin (TO-247-4L) y de 5 pines.
Pestaña disipadora de calor integrada: La pestaña metálica posterior sirve como conexión térmica y eléctrica.
Capacidad actual: 30–80A, con algunas variantes que admiten hasta 200A.
Unión de alambre de aluminio ultragrueso: Cables de aluminio de 300–500 μm, a menudo con conexiones paralelas de varios cables para reducir la resistencia y mejorar la capacidad de conducción de corriente.

Diagrama de flujo completo del proceso de embalaje TO-247

El proceso de empaquetado TO-247 sigue el flujo de trabajo estándar de la serie TO con adaptaciones específicas para requisitos de alta potencia:

Rectificado de obleas → Corte de obleas → Limpieza con plasma → Montaje de chips → Unión de cables → Moldeo → Recorte y conformado → Prueba y clasificación → Inspección

A continuación se ofrece un desglose detallado de cada paso con el equipo recomendado.

Paso 1: Molienda posterior de la oblea (adelgazamiento de la oblea)

Los chips de potencia para encapsulados TO-247 suelen tener un grosor de 200 a 350 μm, con metalización en la parte posterior para una óptima disipación del calor. La oblea debe pulirse hasta alcanzar el grosor deseado, manteniendo la calidad de la superficie para la posterior fijación del chip.

Equipo recomendado	Artículo	Objetivo
Máquina de rectificado/pulido totalmente automática	HY-TP9730	Adelgazamiento y pulido de la parte posterior del chip de potencia, reduciendo la resistencia térmica.

Paso 2: Corte de la oblea

El encapsulado TO-247 presenta matrices de gran tamaño con líneas de corte anchas. El corte debe evitar el astillado y el agrietamiento, ya que las virutas de potencia son más susceptibles a sufrir daños mecánicos durante la separación.

Equipo recomendado	Artículo	Objetivo
Sierra de corte y clasificadora de doble husillo totalmente automática	HY-WD1202	Separación de chips de gran potencia, prevención de grietas y astillamiento

Paso 3: Limpieza con plasma

El marco de conexión de cobre o hierro-níquel, junto con la superficie del chip, debe limpiarse a fondo de aceites, óxidos y partículas. Este paso es fundamental para prevenir la delaminación durante el moldeo y garantizar una fuerte fijación del chip y una adhesión óptima de los cables.

Equipo recomendado	Artículo	Objetivo
Limpiador de plasma al vacío	HY-EI160	Limpieza de lotes de marcos de conexión de gran superficie, prevención de la deslaminación

Paso 4: Fijación del troquel

El encapsulado TO-247 requiere una fijación de alta potencia mediante epoxi de plata o unión eutéctica. La gran superficie de la isla exige una alta fuerza de colocación y precisión, con una resistencia al cizallamiento del chip ≥5 kg. Para dispositivos SiC/GaN, se prefiere la fijación eutéctica del chip por su conductividad térmica superior y su fiabilidad a altas temperaturas.

Equipo recomendado	Artículo	Objetivo
Soldadora de chips de alta potencia	HY-DB812	Fijación de chips de alta potencia TO-247, alta resistencia al cizallamiento, alta conductividad térmica.
Unión de matriz eutéctica	HY-GD4000	Conexión eutéctica de dispositivos SiC/GaN de alta potencia

Paso 5: Conexión de cables (fundamental para dispositivos de potencia)

La unión de cables es, sin duda, el paso más crítico en el encapsulado TO-247. A diferencia de los dispositivos de pequeña señal, el TO-247 requiere una unión de cables de aluminio ultragruesos (300–500 μm) con múltiples cables paralelos para manejar altas corrientes y minimizar la resistencia y la inductancia. El gran tamaño del chip y el grosor de los cables requieren máquinas de unión especializadas de acceso profundo con alta potencia ultrasónica.

Equipo recomendado	Artículo	Objetivo
Soldadora de alambre de aluminio de doble cabezal para trabajos pesados	HY-HW3850	Conexión de alambre de aluminio grueso de alta corriente TO-247, reducción de resistencia, mejora de la capacidad de corriente

Paso 6: Moldeo (Moldeo por transferencia)

El encapsulado TO-247 requiere moldes de gran tamaño con alta presión de cierre (hasta 180 toneladas) debido a su gran tamaño y al grueso recubrimiento de resina epoxi. El proceso de moldeo debe minimizar los huecos y asegurar un llenado completo alrededor de los gruesos cables de conexión y los chips de gran tamaño.

Equipo recomendado	Artículo	Objetivo
Sistema de moldeo totalmente automático (180T)	HY-PS8180	Moldeo de alta presión en moldes grandes TO-247, reducción de poros, optimización de la disipación de calor.

Paso 7: Recortar y dar forma

Tras el moldeo, el marco de conexión debe recortarse y conformarse. El encapsulado TO-247 presenta un marco largo con 3 a 5 pines gruesos, lo que requiere una gran capacidad de recorte y conformado. La coplanaridad debe controlarse a ≤0,1 mm.

Equipo recomendado	Artículo	Objetivo
Sistema de recorte y conformado totalmente automático	HY-TF221	Recorte, doblado y separación dedicados al TO-247

Paso 8: Probar y clasificar

El encapsulado TO-247 requiere pruebas de alto voltaje y alta corriente con control de temperatura y refrigeración por aire forzado. El zócalo de prueba debe soportar componentes pesados y evitar que los pines se quemen durante las pruebas de alta corriente.

Equipo recomendado	Artículo	Objetivo
Manipulador de torreta de alta resistencia	HY-TS936H	Pruebas de alta tensión y alta corriente TO-247, prevención de quemaduras, producción en alto volumen

Paso 9: Inspección óptica automatizada (AOI) y rayos X

Para el encapsulado TO-247, la inspección por rayos X es obligatoria para comprobar la presencia de huecos internos, el desplazamiento de los cables y el desplazamiento del chip. La inspección óptica automatizada (AOI) verifica la calidad del encapsulado externo y la integridad de los pines.

Equipo recomendado	Artículo	Objetivo
Sistema de inspección por rayos X	HY-XR5010	Detección de huecos, inspección de cables rotos, detección de desplazamiento de chips
Sistema AOI	HY-BI300	Inspección del aspecto del paquete y deformación de los pines

Resumen

El encapsulado TO-247 representa la cúspide del encapsulado de dispositivos de potencia de orificio pasante, ofreciendo una capacidad de manejo de corriente inigualable, un excelente rendimiento térmico y una fiabilidad comprobada para las aplicaciones de alta potencia más exigentes. El proceso completo de encapsulado, desde el pulido po