集成电路用引线框架材料研究
集成电路用铜基引线框架材料的发展与展望
2 S h o f ae il in ea dEn ie r g, ’ n Unv ri fTe h oo y Xia 1 0 8 c o l trasS e c n gn ei Xia iest o c n lg , ’n 7 0 4 ) o M c n y
A b ta t sr c
c l a e r v e d, n h p e mo t e u r me t en lc rct o d c iiy a d sr n t sp i t d o t Th c u l u t r e i we a d t e u p r s q i r e n i g ee t ii c n u t t n t e g h i on e u . ea t a i b y v — t fr s a c fc p e - a e e d fa a e ila o ea d a r a sd s rb d Th a f la r mem a e ilb — y o e e r h o o p rb s d la r mem t ra th m n b o d i e c i e . e g p o e d f a tra e
I hsp p r h r p ryrq i me t fc p e- ae e dfa tr lu e tr rt i— n t i a e ,t ep o et e ur e n so o p rb s d la rmemaei s di i eg aecr a nn
Ke r y wo ds
itr r tdcr ut c p e- a e ed fa , ir l yn , te g h,c n u t i n eg ae ic i, o p rb sd la rme m coal ig srn t o o d ci t v y
蚀刻型铜基引线框架材料应用研究
3 . 2 . 4平整度好, 残余应力不。 3 . 2 . 5易冲裁 加工 , 且 不起毛刺 。 3 . 3蚀刻成型引线 框架材料 的特殊要求 蚀刻法加工 属无应力 加工手段 ,是通过 一种感光 抗蚀剂将 工件 部
分保护起 来 , 再用一 种强氧 化剂将其 它部分刻 蚀掉 , 最后 得到需 要 的元 件。 在蚀刻法加 工 中, 包括丝 网印刷 、 双面曝光显影 、 蚀 刻等诸多工 序 , 因 此对框架材 料也有其特 殊要求 : 3 . 3 . 1厚度 、 宽 度和长度公差 蚀刻成 型材料对 材料厚度 、 宽度公差 要求较高 , 由于厚度 和宽度 的 不匀 , 可直接 影 响蚀 刻后 产 品精 度 , 一 般 而言 , 材 料厚 度 和宽度 应满 足 表1 : 3 . 3 . 2卷曲 在3 f t 长 的样品上 , 所测卷 曲不 得超过 1 . 5 0 0 i n 。 3 . 3 . 3边缘毛刺 小间距方 向发展 , 因此蚀刻成 型加工手段也 得到更为广泛 的应用 。 材料 边缘不希 望有 毛刺 , 如有其高 度不得超过金 属厚度 的 1 0 %。 3蚀 刻型引线框 架对材料 的要求 3 . 3 . 4横 向弯 曲( 横弯、 凹弯 ) 3 . 1蚀刻 型引线框架 的分 类 横向弯 曲与纵 切有关 。由于化学 处理 的材 料通常 宽约 1 6 - - 2 0 i n , 所 根据材 料化学成份 , 引线 框架一般 可分为 5 类: 以其 最大横 向弯 曲应满足下表 : ( 1 ) 可伐合 金( r e — N i — C o ) : 广泛 应用 于玻 璃 、 陶瓷 封装 线 ; ( 2 敞 镍4 2 表 2最大横 向弯曲
3 . 3 . 5表 面光洁度 3 . 2引线框 架材料 的要 求 材料应无 大量 的表面缺 陷。例如 : 凹坑 、 刻痕、 压痕 、 擦伤 、 刮痕 、 起 集成 电路的许 多可靠性都 是 由封装性 能决定 的 ,引线框 架为芯 片 皱或夹杂物 。 提供 电通 路 、 散热 通路 、 机 械支 撑等功 能 , I c封装要 示其必 须具 备高 强 3 . 3 . 6锈蚀 度、 高导 电、 导热性好, 以及 良好的可焊性 , 耐蚀性 、 塑封性 、 抗氧化性等 材料表 面上不应有可见 锈斑 。 系列综合 性能 , 因此 对其所 用的材料也 十分苛 刻 , 所用材料 的各项 性 4国 内蚀刻型框架 材料 的发展 概况 能指标的优劣, 最终都将直接影响集成电路的质量及成 品率。 其材料应 我 国引线框 架带材 研究 始于 国家“ 八 五” 末期, 主要 生产 企业 有 宁 满足下 列特 f 生 要求 。 波兴业集团、 洛阳铜加工厂等, 于此同时, 清华大学 、 宁波东盛集成电路 3 . 2 . 1应具 有 良好 的导热 l 生, 能够将 半导体 芯片 在工作 时发生 的热 元件有 限公 司 、 北京机床研 究所也开始 了蚀 刻方法 的研 究。经过 几年的 量及 时地散 发 出去 。 良好 的导 电性能 降低 电容 、 电感引起 的不利 效应 。 努力 , 蚀 刻加工 引线框架技 术和用 于蚀刻 成型 的引线 框架材 料研究 都 材料 的导 电性 高 , 框架上产笺抗 阴就小 , 也利一散 热。 取得 了较 大的进展 。 例 如宁波兴业集 团生产的 1 9 4 铜, 各项指标均 已达 3 . 2 . 2材料 要具有较 低 的热膨胀 系数 , 良好 的匹配性 、 钎焊性 、 耐蚀 到蚀刻要求 , 正逐步取代进 口材料。 性、 热耐 陛和耐氧化 胜。 5结 束语 3 . 2 . 3材料要有 足够 的强度 ,刚度和在 型性 。一般抗拉强 度要大于 随着 我 国半 导体 行业 快 速稳 定发 展及 国外 大 量制 造业 转移 到 中 4 5 0 Mp a , 延伸 率大于 4 %。 国, 给 中 国带 来极 大 的市 场机 遇 , 相信 在不 久 的将来 , 我 国的 引线框 架 产业也将 会有一个 更大的提高 。 表 1厚 度 和 宽度 公 差
高端集成电路引线框架铜合金材料研发与应用
高端集成电路引线框架铜合金材料研发与应用引言随着科技的不断进步和人们对高质量电子设备的需求日益增长,高端集成电路作为电子产品的核心部件,对于材料的要求也越来越高。
其中,引线框架是集成电路中非常重要的组成部分,它承担着电信号传输和功耗控制的关键任务。
铜合金作为一种优质的引线框架材料,具有良好的导电性、导热性和机械强度,因此在高端集成电路中得到广泛应用。
本文将深入探讨高端集成电路引线框架铜合金材料的研发与应用。
研发历程铜合金材料的优势1.优良的导电性:铜合金具有出色的电导率,能够快速传导电信号,提高集成电路的工作效率。
2.良好的导热性:铜合金具有较高的导热系数,能够有效散热,保证集成电路的稳定性。
3.高强度和耐腐蚀性:铜合金具有较高的机械强度和抗腐蚀能力,能够提供可靠的引线支撑。
研发目标1.提高铜合金的导电性和导热性;2.提高铜合金的机械强度和耐腐蚀性;3.降低铜合金的成本。
研发方法和过程1.材料筛选:通过大量实验和数据分析,筛选出具备良好导电性和导热性的铜合金材料;2.工艺优化:优化材料的制备工艺,提高材料的机械强度和耐腐蚀性;3.合金配比调整:通过调整铜合金的配比,降低材料的成本;4.综合评估:对优化后的铜合金材料进行综合评估,选取最优方案。
应用案例案例一:5G通信领域随着5G技术的快速发展,高端集成电路在5G通信领域的应用越来越广泛。
在此背景下,高导电性、高导热性和高强度的铜合金引线框架成为必备的关键材料。
通过引线框架的优化设计和铜合金材料的应用,可以提高5G通信设备的性能,实现更快的数据传输和更低的功耗。
案例二:人工智能芯片人工智能芯片作为近年来的热门领域,对高端集成电路的要求也越来越高。
铜合金引线框架因其优越的导电性和导热性,在人工智能芯片中得到广泛应用。
通过铜合金引线框架的应用,可以提高人工智能芯片的计算速度和稳定性,进一步推动人工智能技术的发展。
案例三:工业自动化在工业自动化领域,高端集成电路引线框架铜合金材料的应用也十分重要。
集成电路用金属铜基引线框架和电子封装材料研究进展
关 键 词
引线框 架 电子封 装
铜 基合金
复 合材 料
A dv nc s i a e n Co ppe — a r x M a e i lf r Le df a e a r m t i t r a o a r m nd
El c r n c Pa k g n f I t g a e r u t y( C) e t o i c a i g o n e r t d Ci c ir I
to i nal t ar c ers i s, es t t , he ch a t i tc pr ents a us, plc ton p os c nd e s i obl m s oft adii ap i a i r pe t a xi tng pr e r tona nd ne c per m a la w op —
( 安 理工 大 学材 料科 学 与工 程 学院 , 安 7 04 ) 西 西 1 0 8
摘要
发展 趋 势 。
针 对 集 成 电路 向 高 密 度 、 型 化 、 小 多功 能 化 发 展 , 绍 了 国 内外 传 统 的 和 以 铜 为 基 复 合 新 型 的 引 线 框 架 介
和 电 子 封 装 材 料 的 性 能 、 究 、 产 现 状 以 及 存 在 的 问 题 。 同 时 展 望 了铜 合 金 及 其 复 合 的 引 线 框 架 和 电 子封 装 材 料 的 研 生
2 新 型 金属 铜 基 引 线框 架 和 电子 封 装 材料
Abs r c ta t
I ih ft e fc h ti tg a e ic is ( C)a eg o n e s r s alra d mo em ut—u c n l to h a tt a n e r t d cru t I g r r wi g d n e ,m le n r lif n —
引线框架
2.4良好的强度 引线框架无论是在封装过程中,还是在随后的测试及客户在插到印刷线路板的使用过程中,都要求其有良好的抗拉强度。Fe58%-Ni42%的铁镍合金的抗拉强度为0.64GPa,而铜材料合金的抗拉强度一般为0.5GPa以下,因此铜材料的抗拉强度要稍差一些,同样它可以通过掺杂来改善抗拉强度。作为引线框架,一般要求抗拉强度至少应达到441MPa,延伸率大于5%。
3.6塑封支撑基体 引线框架对塑封料起-个支撑基体的作用,塑料可以黏附在它的上面并在模具中形成封装体。塑封模具的上下两部分相互结合在一起,这时塑封料在上下模具之间整体连结在一起,当金属区域增加时,上下两部分切开所需的力会减小,此时在引线弯曲成形或焊接操作时沿着金属与塑料的接触面会产生断裂。 水汽沿金属与塑料连接界面处渗透官幼的减缓与金属框架周围塑料收缩有关,一般情况下,塑料覆盖范围越大,收缩力越大,设计引线框架时理想的塑料与金属面积之比为: Am/Ap≤1 其中:Am是金属面积,Ap是塑料面积。
最新引线框架
引线框架引线框架背景材料引线框架是半导体集成电路用的主要原材料。
按知识产权分类,有open 和close 两种。
Open即公开的,无知识产权保护,各半导体厂家都可以使用。
close 是有知识产权的引线框架,不允许他人使用。
一市场需求引线框架生产以冲压为主,蚀刻工艺很少。
冲压的生产效率要高于蚀刻,在产量大的情况下,冲压生产成本低,主要是模具费用。
机械冲制只需电费,冲下的废料足够支付电费。
蚀刻工艺主要用于:1新产品研发,因为量比较少。
2用量少且又不想让他人使用的产品,例如汽车、电机所使用的专用集成电路。
3需要半蚀刻区的引线框架。
4引脚数多的产品。
这类产品,模具费用高,用量少。
通常认为 100脚以上的引线框架,用蚀刻工艺较多。
二原材料大部分材料为铜,中高端材料需进口。
个别也有使用 inwa 材料的,例如led 用的引线框架。
材料宽度一般为15cm。
三工艺流程打定位孔→清洗→贴感光膜→曝光→显影-腐蚀-剥膜→电镀→打凹→贴带→检验韩国AQT公司前段采用连续卷式生产,后段电镀工艺为片式。
苏州住友公司采用分段式卷式工艺,包括电镀。
四上马该项目所面临的问题。
1只能走高端路线。
因为模具技术在不断提高,制作模具的成本也在不断降低,蚀刻引线框架恐怕只能走高端路线。
例如,汽车、电机以及单反相机用的专用集成电路,一个品种全球也就需要不到几百万片,分散到某个公司,一年也就几十万片,所以,采用蚀刻工艺生产是可行的。
但这类产品要求高,认证时间长。
2环保问题。
电镀工艺是否可以和兄弟公司的电镀有机结合?如果单独设置电镀,恐不易操作。
2011-06-06。
2023年半导体封装用引线框架行业市场规模分析
2023年半导体封装用引线框架行业市场规模分析引线框架是半导体封装的重要组成部分,其中包括铜线材料、塑料基板等材料,目前被广泛应用于集成电路、功率半导体和LED等领域。
随着新一代科技的发展和推广,引线框架在封装技术中的应用也日益增多。
那么,引线框架行业市场规模是多少呢?引线框架这一市场涉及多个领域,我将分别从集成电路、功率半导体和LED三个方面进行分析,以解释引线框架的市场规模。
一、集成电路封装引线框架市场规模分析集成电路是大家较为熟悉的一个领域,引线框架在这方面的应用主要有两种:QFP (Quad Flat Package)和BGA(Ball Grid Array)封装。
QFP封装是一种“芯片外露型”的集成电路封装,它通过引线来连接集成电路芯片与PCB板,因其结构简单、制造流程成熟、可靠性高等特点,一直被使用广泛。
QFP 封装中,引线的主要材料是铜线,占据了整个市场的绝大多数。
据市场调研机构Gartner的数据显示,在2019年,QFP封装的市场规模为539亿美元。
BGA(Ball Grid Array)封装也被广泛应用于集成电路领域。
作为一种不带引线的封装形式,BGA封装绕开了连接导线后对整个电路布局进行优化,使得产品在高频、高速和多IO等方面有显著的优势。
BGA封装中,球形焊球可以在连接芯片和PCB板间发挥作用,其容错性和抗冲击性也更强。
根据IDC的数据,在2019年,全球BGA封装市场规模达到142亿美元。
二、功率半导体封装引线框架市场规模分析功率半导体这个领域,其芯片封装的功能要求不同于集成电路。
功率半导体封装主要有三种,分别是TO、DIP和SMD。
TO封装是一种功率半导体芯片的“金属外壳型”封装,采用引线框架作为电子元器件与外部世界连接的一种方式,主要用于散热和引线连接等方面。
DIP和SMD是另外两种功率半导体封装形式,其与TO封装最大不同的是内部没有金属外壳,为裸露封装方式。
DIP封装的引线通常是颜色的镀金铜线,厚度在0.6mm以下,而SMD的精度要求更高,其细小的引线通常只有0.3mm左右的规格。
半导体元器件引线框架封装之分层研究
半导体元器件引线框架封装之分层研究福建福顺半导体制造有限公司 陈 力本文主要对半导体元器件引线框架封装工艺及封装材料对元器件分层的影响进行研究与说明。
文章通过分析如何改善封装材料、改善封装工艺技术防止元器件内部分层。
引言:半导体引线框架封装为整个半导体元器件产业链的主要后段加工制程之一。
主要目的是为保护表面布满集成电路的半导体硅芯片免受外界机械或化学因素腐蚀,并采用引线框架作为导通介质,其引线框架的材质一般为铜材或铁材。
现行的半导体封装工艺技术中,元器件内部的分层是重大的质量缺陷。
引线框架封装塑封体为非密封型,暴露于空气中容易吸收空气中的湿气。
当塑封体经过回流焊或波峰焊的高温时,塑封体内部的蒸汽压力会增加,在特定情况下,内部的压力会造成封装体内部分层。
严重的分层现象致使电性功能的失效。
依据JEDEC的可靠性实验为判断半导体封装工艺的国际标准,在模拟各种环境状况下如高压、高温、高湿、高低温等条件,加速元器件的老化及破坏,进而推算是否符合元器件的使用寿命要求。
1 如下分层判定标准依据JEDEC标准(JEDEC 020-E)JEDEC 020-E MSL3:前处理过程,烘烤24小时(125℃)+ 恒温恒湿40小时(60℃ 60%RH MSL3)+ IR*3次(260℃)要求。
2 分层实验检测设备简介通过Scanning Acoustic Tomograph(SAT)超音波断层扫描设备,可以判定元器件内部是否产生了分层。
试验设备为日立扫描式超声波图像装置。
3 半导体封装原材料组成主要原材料组成内容:晶圆、引线框架、焊线、塑封料、焊料。
(1)晶圆:半导体集成电路制作光刻处理后的硅晶片。
在硅晶片上加工制作成各种电路元件结构,而成为有特定电性功能之IC 产品。
晶圆的原始材料是硅。
(2)引线框架:主要材料为铜,会在上面进行镀银、 NiPdAu 等材料。
提供电路连接和Die的固定作用。
(3)焊线:早期金线一般采用的是99.99%的高纯度金;目前封装行业基本均采用铜线、银合金、铝线工艺。
集成电路封装中的引线键合技术研究
集成电路封装中的引线键合技术研究摘要:本文以集成电路封装系统为研究对象,对其中的引线键合技术的工艺内容进行研究分析。
在简要介绍引线键合技术基础的前提下,分析多种类型的键合技术,并重点在键合技术基础条件上,就温度、时间、键合工具、引线材料、键合机理这四方面内容进行细化说明。
关键词:集成电路;封装处理;引线缝合引言集成电路封装技术,受到电气设备高速发展的影响,在行业领域与科技条件的带动下,呈现出了高速率的发展条件。
为了适应整体行业的发展状态,需要对其中的技术条件进行升级,尤其在键合技术内容中,需在简要介绍基本概念内容的基础上,引出整体技术应用要点,为相关研究提供参阅材料。
一、引线键合技术概述引线键合技术,将技术细线作为材料与技术基础,通过对热、压力、超声波等能量条件的利用,实现金属引线与基板焊盘之间的紧密焊合状态。
此项技术,是芯片技术领域中极为常见的技术手段,是维护电力互联状态、执行信息通信功能的基础性技术条件。
在理性的控制状态下,引线与极板之间,会出现电子共享或原子扩散,并在联众金属间,出现原子量级的键合状态。
功能属性上,引线键合技术,将核心元件作为工作对象,对其行使导出与引入功能,以此展示自身技术条件在集成电路封装中的技术应用价值。
二、多类型键合技术分析集成电路的设置,可以分为多道操作工艺,并在磨片、划片、装片、烘箱、键合、塑封等多项技术工序中,完成整体的技术管理。
在IC封装技术条件下,芯片与引线之间的连接状态,是电源与信息号连接的基础,在连接方式上,呈现出倒装焊、载带自动焊、引线键合三种技术类型。
在应用条件上,引线键合表现出明显的技术优势。
而在传统封装条件下,引线键合技术也表现出一定的特异化内容,通常会使用球形焊接的流程工艺形式。
球形焊接技术,首先要设置第一点焊接,并将其位置固定在芯片表面。
然后通过线弧的成型处理,引导出第二点焊接,并将其设置在引线框架或者基板的表面。
技术原理上,通过离子化的空气间隙,引导出“电子火焰熄灭”现象,并在形成金属球的过程中,产生所谓的自由空气球,表现出技术条件下独有的特征属性。
引线框架
(1)先进半导体物料科技有限公司(ASM Assembly Materials Limited)ASM 于 1968 年成立,公司总部位于荷兰的比尔托芬,是一家跨国公司,拥有雄厚的技术基础,ASM 公司主要生产半导体用设备和材料,是全球 15 家顶级半导体设备制造商之一。
在美国、日本、香港、中国、新加坡、马来西亚都设有分公司。
在深圳设有分公司,生产引线框架。
(2)深圳赛格高技术投资股份有限公司(SHIC)深圳赛格柏狮电子有限有限公司是由德国柏狮电子集团、香港登昌实业有限公司及深圳赛格高技术投资股份有限公司共同出资于1998年成立的中外合资企业。
公司地址位于深圳市福田保税区,注册资金1104万美金,建筑面积达27000m2,属于深圳市高新技术企业,主要从事半导体引线框架、精密模具和其它电子设备、电子元器件的设计、制造和销售。
其下属的精密模具及机器设备部始创于1988年成立的登昌实业有限公司,1995年加入柏狮集团并改名柏狮精密模具(深圳)有限公司,2003年与原深圳赛格柏狮电子有限公司合并成为深圳赛格柏狮电子有限公司的精密模具及机器设备部,是制造半导体引线框架冲压模具、半导体封装及切弯成型模具及零件、连接器冲压模具及零件、连接器注塑、装配零件、精密工装、夹具以及精密手动或全自动机器的专业公司。
精密模具及机器设备部模具加工设备达到150台,投资约1400万美元,现有员工330人,具有17年的精密模具加工经验,并得到从事精密模具设计制造40余年的德国总公司的相关技术支持。
公司拥有当今最先进的精密机加工设备,并形成了较大的生产规模。
先进的加工设备、一大批高技术的专业员工、再加上ISO9001和先进管理软件的全面导入保证了产品的优良品质和及时交货。
连续5年被评为“全国外商投资双优企业”,现产品主要出口到美国、欧洲及东南亚以及为数众多著名国际跨国公司在中国设立的工厂。
我们的目标是成为中国最大的精密模具加工中心之一。
集成电路用引线框架材料研究
集成电路用引线框架材料研究【摘要】随着电子技术飞跃发展,集成电路成为了电路中尤为重要的部件。
因此,对集成电路的研究上升到了一定的高度。
引线框架作为集成电路是重要组成部分,运到了新机遇及新挑战,研究引线框架材料成为相关专家与学者研究的重要课题。
本文阐述了当今引线框架的研究进展,介绍了引线框架的基本特征及研发动态,就集成电路用引线框架材料发展前景做了展望。
【关键词】引线框架材料;集成电路;研究0.前言在集成电路中,就是依靠进线框架连接外部元件与芯片,其作用至关重要。
主要起到支撑及固定芯片,保护内部元件,把IC组装成为一个整体;同时将芯片和外部电路连接起来传递信号,有效进行导电导热。
因此,集成电路与各个组装程序必然依据框架才能成为一种整体。
鉴于引线框架材料在集成电路中的重要,许多相关人士将研究集成电路用引线框架材料成为了热点话题。
在这种形势下,本文对集成电路用引线框架材料研究具有实际价值。
1.集成电路用引线框架概述随着电力技术快速发展,信息产品正朝着轻量化、高速化、薄型化、小型化以及智能化等方向发展,而作为封装材料也得到长足发展,尤其是半导体的集成电路封装更是突飞猛进。
如今,引线框架的封装密度及引线密度是越来越高,同时封装引线的脚数也快速增多,让引线的节距逐年降低,如今已近达到了0.1mm,同时超薄型成为了热门,从过去的0.25mm降至到0.05-0.08mm,而引线的框架也朝着轻、短、薄、多引线、高精细度以及小节距方向发展。
集成电路用引线框架的性能:①具备较高强度与硬度;因为引线框架逐步小型,但是其内部容纳的电路依然是那么多,而且容纳的东西应该是越来越多,这就为其材料提出了较高强度及硬度要求。
②良好的导热性;随着集成电路逐渐变小,功能足部增大,随着工作效率提高必然产生热量越多,必然要具备加好导热性。
③较好的导电性;要消除电感及电容造成的影响,材料就必然要求较好导电性,才能降低框架上的阻抗,也有效散热。
高端集成电路引线框架铜合金材料研发与应用
高端集成电路引线框架铜合金材料研发与应用一、引言高端集成电路是现代电子技术的重要组成部分,它具有高集成度、高性能、高可靠性等特点。
而其中的引线框架则是集成电路中最为关键的部分之一,其质量和可靠性直接影响着整个芯片的性能和寿命。
因此,研究和开发高品质的引线框架材料对于提升集成电路质量和可靠性具有非常重要的意义。
二、传统引线框架材料存在问题传统引线框架材料主要采用镍铁合金或钨合金等材料制作,这些材料虽然具有较好的导电性和耐腐蚀性能,但同时也存在一些问题。
首先,这些材料硬度较大,在加工过程中容易产生裂纹和变形等缺陷;其次,这些材料价格昂贵,难以满足大规模生产需求;最后,这些材料由于密度较大,在使用过程中容易导致芯片热量积聚过多而影响芯片稳定运行。
三、铜合金作为新型引线框架材料针对传统引线框架材料存在的问题,近年来研究人员开始关注铜合金作为新型引线框架材料。
铜合金具有良好的导电性和热导性能,同时密度较小、硬度适中,易于加工成型。
另外,铜合金价格相对较低,可以满足大规模生产需求。
因此,铜合金被认为是一种非常有潜力的引线框架材料。
四、铜合金引线框架材料研发进展目前,国内外已经有不少研究机构和企业开始进行铜合金引线框架材料的研发工作。
其中,美国IBM公司开发出了一种新型铜合金引线框架材料,并在其生产的Power7系列芯片中使用。
该材料不仅具有优异的导电性和耐腐蚀性能,而且硬度适中、加工容易、价格相对较低。
此外,在国内也有不少企业开始进行相关研究工作,并取得了一定进展。
五、应用前景随着集成电路技术的不断发展和应用领域的不断扩大,高品质的引线框架材料将会越来越受到关注和重视。
铜合金作为一种新型引线框架材料,具有优异的性能和广阔的应用前景。
未来,随着铜合金材料技术的进一步发展和完善,相信它将会在集成电路领域中得到更加广泛的应用。
六、结论高端集成电路引线框架铜合金材料研发与应用是一个非常重要的课题。
传统引线框架材料存在缺陷,而铜合金作为一种新型引线框架材料具有优异的性能和广阔的应用前景。
引线框架铜合金新材料研制现状及发展
应用与市场 | Application & Market文|王碧文人类社会已进入信息时代,这个时代的核心是集成电路,又称为IC 产业。
集成电路由芯片、引线框架、塑封三部份组成,其中引线框架的作用是导电、散热、联接外部电路,因此要求制作引线框架材料具有高强度、高导电、良好的冲压和蚀刻性能。
目前全世界百分之八十的引线框架使用铜合金高精带材制作,据不完全统计,引线框架合金约77种,按合金系划分主要有铜-铁-磷、铜-镍-硅、铜-铬-锆三大系列,按着性能可分为高导电、高强度、中强中导等系列(表1),按着合金强化原理又可分为固溶强化、析出强化、两种强化共有的柝衷型等,引线框架用高精铜带已成为所有带材的代表,引领着带材发展方向,目前国内外现代生产方法是大锭热轧-高精冷轧法。
铜铁磷系合金是引线框架材的主体引线框架铜合金的研究、开发是铜合金发展历史上研究最深入、最成功、最有代表性,也是世界各国铜合金研究的热点。
日本及发达国家对引线框架合金研究、开发远早于中国,它们已形成Cu-Fe-P、Cu-Ni-Si、Cu-Cr-Zr 三大系列,主要生产厂和合金牌号见表2。
其中应用量最大合金是Cu-Fe-P 系,主要牌号是美国研发的C19200和C19400,目前中国该两牌号引线框架合金已产业化生产。
引线框架铜合金新材料研制现状及发展科学技术现代化对铜及铜合金材料提出越来越多的新要求,比如高强度、高导电、高导热、高耐蚀、节能、环保、特种功能等,所有这些新要求,将推动铜及铜合金材料的现代化进程。
本刊将分期介绍引线框架合金、环保合金、铜铬锆合金、多元复杂耐磨黄铜的研究现状及发展。
本文主要介绍了引线框架铜合金的代表性合金种类和生产厂家,并详细介绍了新型引线框架合金材料的性能和攻关方向。
世界有色金属 2012年 第8期58的强度和抗应力松弛能力。
但C7025却不需要BeCu 那么高的成本和操作技术。
C7025合金具有出众的破坏弯曲加工性能。
引线框架铜合金
引线框架铜合金材料1)介绍引线框架:作为集成电路的芯片载体,是一种借助于键合材料(金丝、铝丝、铜丝)实现芯片部电路引出端与外引线的电气连接,形成电气回路的关键结构件,它起到了和外部导线连接的桥梁作用,绝大部分的半导体集成块中都需要使用引线框架,是电子信息产业中重要的基础材料。
2)优势所在:科学技术现代化对铜及铜合金材料提出越来越多的新要求,引线框架的作用是导电、散热、联接外部电路,因此要求制作引线框架材料具有高强度、高导电、良好的冲压和蚀刻性能。
目前全世界百分之八十的引线框架使用铜合金高精带材制作,据不完全统计,引线框架合金约77种,最为显著的是C194铜合金材料:抗拉强度≥410 MPa,硬度120~145HV,电导率≥3.48×10-2S/m。
3)C194热轧工艺:本试验所用C194铜合金取自国某铜厂热轧后的板坯,用水冷铁模浇铸合金扁锭,铸锭尺寸为40 mmxl00 mmx600mm。
加热温度、保温时间和终轧温度是热轧工艺的几个关键因素。
1、开轧温度,是轧机开始对金属轧制的温度。
开轧温度在金属的塑性变化温度以上,这多半是使金属坯按照要求轧制成某种形状,每种金属均有自己的开轧温度。
生产现场总是希望开轧温度高一点,以便提高轧件的塑性,降低变形抗力,节省动力,易于轧制变形。
2、终轧温度,是金属产生塑性变形结束时的温度。
这个温度有两个要求:(1)要满足金属仍在塑性变化的温度区域,以便顺利完成轧制;(2)要满足某种金相组织。
这是因为,不同的温度,金属有不同的金相组织。
如果超过终轧温度,就会出现其他组织的金相组织,这就影响了轧制质量。
终轧温度是控制金属合金组织性能的重要条件,需考虑到晶粒大小、第二相的析出。
保温时间主要考虑到合金对温度的敏感性。
C194合金对温度不敏感,加热时间的影响较小,实验中控制在2 h。
重点研究开轧温度和终轧温度的确定及其对组织性能的影响。
3.1)开轧温度实验合金的屈服强度和延伸率随温度的变化关系合金在铸态时的屈服强度随实验温度的升高而明显降低;同时,合金的延伸率随实验温度的升高急剧上升。
引线框架用T型铜合金带材的缺陷机理研究
引线框架用T型铜合金带材的缺陷机理研究发布时间:2022-10-31T02:51:23.478Z 来源:《工程管理前沿》2022年第13期作者:韩本来张红阳素李富洋[导读] 目前,C19210产品基本实现了国产化韩本来张红阳素李富洋航天江南集团有限公司,贵州贵阳 550025摘要:目前,C19210产品基本实现了国产化,随着电子产品多元化发展,引线框架用T型铜合金得到越来越广泛的应用,T型铜合金的生产工艺最为成熟的是采用COFORM连续挤压法,但连续挤压法产品常出现起皮、分层和性能不均匀等问题。
本文将开展引线框架用T型铜合金带材的缺陷机理研究,查明引起产品质量问题的原因,并提出改进措施。
关键词:T型铜合金;引线框架;缺陷前言引线框架材料大多用于集成电路和半导体分立器件上,它的主要功能是支撑芯片、散失热量和连接外部电路,是集成电路中极为关键的部件,随着电子工业的迅猛发展,铜合金引线框架材料取得了惊人的发展。
引线框架主要分为平带和异型带,随着电子产品向多功能、小、轻、薄方向发展,高精度异型带产品类型从单一U型带发展到T型、L型、W型、阶梯型等不同应用场景产品,满足不断发展的电子工业的需求。
1. 异型铜带产品现状及存在问题1.1 产品现状C19210产品分平带和异型带,主要用于半导体分立器件。
随着下游冲制、电镀及封装技术进步,其产品质量及综合性能指标不断提高。
平带产品厚度规格更薄,尺寸精度更高,目前最小可达±0.003mm;异型带由原来的“U”型发展为“T”型和“W”型,比原来更节约材料和满足特殊要求[1]。
1.2 存在问题目前国内生产异型铜带工艺最为成熟和应用最为广泛的是采用COFORM连续挤压技术[2]。
国内C19210框架铜带与国外进口如维兰德、日本第一伸铜、韩国丰山等品牌铜带相比主要存在带材起皮、分层、元素分布不均、表面质量差、残余应力大等问题。
该类产品问题主要是由C19210合金原材料质量和加工工艺水平决定,而C19210合金原材料质量的影响尤为明显,富铁相聚集容易产生起皮和分层[3]。
超大规模集成电路铜镍硅和铜铬锆引线框架材料研发方案(二)
超大规模集成电路铜镍硅和铜铬锆引线框架材料研发方案一、实施背景随着信息技术的飞速发展,集成电路(IC)已成为当代电子设备的基石。
然而,随着半导体工艺的进步,芯片特征尺寸不断缩小,使得芯片与外部电路之间的连接成为了一个重要挑战。
为了解决这个问题,铜镍硅和铜铬锆被选为引线框架材料,因为它们具有高电导率、高热导率、良好的机械强度和耐腐蚀性。
二、工作原理铜镍硅和铜铬锆引线框架材料的主要工作原理是利用这些材料的电导率和机械强度,以实现芯片与外部电路之间的可靠连接。
这些引线框架材料具有良好的可焊性和耐疲劳性,能够在多次插拔和高温环境下保持稳定。
三、实施计划步骤1. 开展基础研究:了解铜镍硅和铜铬锆材料的性质、合成方法、表面处理工艺等基础性问题。
2. 工艺技术研究:研究适用于大规模生产的铜镍硅和铜铬锆引线框架制造工艺,包括精密加工、表面处理、焊接等。
3. 产品设计与开发:根据芯片特点和应用需求,设计开发出具有良好兼容性和高性能的铜镍硅和铜铬锆引线框架。
4. 样品制备与测试:制造铜镍硅和铜铬锆引线框架样品,并进行各种性能测试,包括电导率、机械强度、耐腐蚀性等。
5. 批量生产:根据测试结果,对产品进行优化,然后进行批量生产和市场推广。
四、适用范围铜镍硅和铜铬锆引线框架材料适用于各种需要高可靠性连接的集成电路封装领域,如微处理器、存储器、传感器等。
随着5G、物联网、人工智能等技术的不断发展,这些材料的应用前景十分广阔。
五、创新要点1. 材料创新:通过优化铜镍硅和铜铬锆材料的成分和制备工艺,提高材料的综合性能。
2. 工艺创新:开发新的制造工艺,提高生产效率,降低生产成本。
3. 技术创新:结合新材料和新技术,如3D打印技术,实现复杂结构的快速制造。
六、预期效果1. 提高芯片连接可靠性:铜镍硅和铜铬锆引线框架材料具有良好的电导率和机械强度,能够提高芯片与外部电路之间的连接可靠性。
2. 缩小封装体积:采用高密度封装技术,使封装体积进一步缩小,提高封装密度。
CuNiSi引线框架材料的研究进展
模 的迅速推进 , 以及半导体器件不断向高集成、 高
密度 方 向的发 展 , 引 线 框架 材 料 的强 度 及 导 电 对
导热等性能要求越来越高。铜合金具有高导电、
高导热、 价格低廉等特点 , 正逐渐替代可伐合金和 FN4 ei 2合金 , 成为制造引线框架 的主导材料。 目 前开发的铜合金引线框架材料已达 10多种 , 0 用
・
34・ 6
江
西
科
学
21 年第 2 01 9卷
框架材 料发展 的初期 , 主要 以导 电率 大于 8 % 0 IC 、 A S 强度 在 40 M a左 右 的高导 电型合 金 为 0 P 主, C — 如 uP系列 的 C 20 C .e 12 ,uF 系列的 K C等 ; F 第 2阶段是从 2 0世 纪 8 O年代起 , 主要 是导电率
c p e l yfrla rmemae as te rs ac tt so u S l yfrla rmemae asi o p ral o e d f o a tr l,h e e rh sau fC Niial o d fa tr l s i o e i d s r e n d ted v lp n rs e ti a ay e . ec b d,a e eo me tpo p c s n lzd i h
万 珍 珍
( 江西省科学 院应 用物 理研究所 , 江西 南 昌 302 ) 309
摘要: 引线框 架材料是 集成 电路封装和 半导体元器件的主要材料 , 起到 支撑和 固定 芯片、 传输 电信号和散热的 作 用。C NS 合金材料具有 高的强度 、 高的导 电率 , u ii 较 而且价格低 廉 , 近年 来作 为引线框 架材料得 到 了很 大的
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集成电路用引线框架材料研究
【摘要】随着电子技术飞跃发展,集成电路成为了电路中尤为重要的部件。
因此,对集成电路的研究上升到了一定的高度。
引线框架作为集成电路是重要组成部分,运到了新机遇及新挑战,研究引线框架材料成为相关专家与学者研究的重要课题。
本文阐述了当今引线框架的研究进展,介绍了引线框架的基本特征及研发动态,就集成电路用引线框架材料发展前景做了展望。
【关键词】引线框架材料;集成电路;研究
0.前言
在集成电路中,就是依靠进线框架连接外部元件与芯片,其作用至关重要。
主要起到支撑及固定芯片,保护内部元件,把IC组装成为一个整体;同时将芯片和外部电路连接起来传递信号,有效进行导电导热。
因此,集成电路与各个组装程序必然依据框架才能成为一种整体。
鉴于引线框架材料在集成电路中的重要,许多相关人士将研究集成电路用引线框架材料成为了热点话题。
在这种形势下,本文对集成电路用引线框架材料研究具有实际价值。
1.集成电路用引线框架概述
随着电力技术快速发展,信息产品正朝着轻量化、高速化、薄型化、小型化以及智能化等方向发展,而作为封装材料也得到长足发展,尤其是半导体的集成电路封装更是突飞猛进。
如今,引线框架的封装密度及引线密度是越来越高,同时封装引线的脚数也快速增多,让引线的节距逐年降低,如今已近达到了0.1mm,同时超薄型成为了热门,从过去的0.25mm降至到0.05-0.08mm,而引线的框架也朝着轻、短、薄、多引线、高精细度以及小节距方向发展。
集成电路用引线框架的性能:
①具备较高强度与硬度;因为引线框架逐步小型,但是其内部容纳的电路依然是那么多,而且容纳的东西应该是越来越多,这就为其材料提出了较高强度及硬度要求。
②良好的导热性;随着集成电路逐渐变小,功能足部增大,随着工作效率提高必然产生热量越多,必然要具备加好导热性。
③较好的导电性;要消除电感及电容造成的影响,材料就必然要求较好导电性,才能降低框架上的阻抗,也有效散热。
除了具备如上一些功能特性之外,引线框架还要具备良好的冷热加工性能,较好的微细加工和刻蚀性能及较好的钎焊性能等。
一般而言,较为理想引线框架材料的强度不能够低于600MPa,其硬度HV不能小于130,而其电导率不能小于80%。
2.研究引线框架材料进展
随着集成电路朝着小型化及高集成化以及安装方式变化等等方向上发展,为引线框架材料特性及质量要求是逐渐增强,必然要投入更多人力物力来开发与研究新材料。
自从上世纪60年代集成电路研发成功以来,相关人士就在不断的开发优质集成材料,电子封装材料及各类引线框架也不断产生,针对引线框架材料较多的是高铜合金及铁镍合金开发比较成功,本文就是以这两种材料作为例子进行阐述。
2.1铁镍合金
铁镍合金中主要代表物质是KOV AR合金以及42合金两种。
而KOV AR合金在传统使用上属于较为优良的引线框架材料,集成电路刚刚出现之时是引线框架中使用较多的材料。
该合金的优点就是具有高强度、高抗拉强度,其中抗拉强度能够达到530MPa,能够确保电路的可靠性,但是有一个较大缺点就是导电导热的性能不大好,当时按照当时集成电路需求来看还是能够满足。
到了1987年世界上出现了能源危机,导致钴价猛涨,自然也就加快了KOV AR合金的价格增长,这样就大大降低了使用量,价值一些高性能新型材料研发成功,KOV AR合金慢慢退出了。
随着KOV AR合金退出相继出现了一大批新型材料,其中有位突出的是Fe-Ni42合金。
这种合金的机械强度及热膨胀系数与KOV AR合金较为相近,相比之下就是导热导电的性能略差,但是因不含有Co元素导致其价格相对较低,因此这种材料一出世就快速发展起来,其使用普及度突飞猛进,到了上世纪80年代就占据引线框架材料的40%以上,一直到更为新型材料的出现才开始降低。
这种材料是铁磁性恒弹性的合金,其优点是强度较高、可靠性好,不足之处是导热导弹、价格上相比较差。
2.2铜基材料
铜合金材料一问世,就以较高导电导热以及价格低廉等诸多特点成为了引线框架中使用比较普遍材料。
伴随着集成电路逐渐退出陶瓷封装,塑性封装成为了主流,而与塑性封装较为匹配之铜基合金作为引线框架使用更是突飞猛进。
铜基引线按照材料的性能划分,大致可以划分为高导电型、高强度型、高强中导型及中强中导型等;如果按照合金成分可以分为铜铁系列、铜铬系列等,相比之下使用较为广泛为铜铁磷系列,其典型的材料为C194合金与KFC合金。
但是铜导电率及导热率稍低于银,在生产之中怎样才能满足需要性能就尤为关键了。
当时在使用中主要有Cu-Fe(P)系列、Cu-Ni-Si系列、Cu-Cr系列等,从使用中发现较高时效温度计过程使用时间都易导致Cr与Cu3Zr的粒子聚集长大,产生出过时效,对合金的高温性能与焊接性能有严重损害,因此相关研究者就在努力探索新型材料出现。
3.引线框架新材料的开发
在引线框架中使用铜及合金成为了人们的共识,但是相对而言还存在一些问题,引发人们朝着新成分体系及新制备工艺上发展。
在这种形势下,研发出了一些新型材料。
3.1铜合金中加入稀土元素
为了改善铜合金之综合性能,就在其中加入了微量的稀土元素,改善了铜合金的耐腐蚀性能、热塑性能及导电性能等,加入稀土元素还能够净化铜合金里的杂质,细化铜合金里的晶粒。
但是在加入稀土元素时要控制用量范围及最佳值,因为一旦超过了临界值,稀土元素作用就变化了,就会影响到铜合金各种性能。
目前,加入了稀土元素的铜合金使用较为广泛。
3.2新型制备工艺
事实上,不同制备工艺能够得到不同性能合金,比如合金的时效、强化方式之前有没有做变形处理,时间、时效温度等选定都直接关系着合金最终的性能。
因此制作时就依据制备合金工艺基础上,根据需要的性能做具体要求,就能够满足不同的需求。
同时,加入了不同的成分比微量元素,对合金的性能影响较大。
例如:在合金中加入Zn元素就能够加大提升钎焊性,加入了Mg元素能够改善材料抗疲劳及高温性能等。
因此,这一系列使用极大的改善了引线框架材料的需
求。
4.结论
如今,集成电路是各个国家科学技术发展之重要代表,能够体现出国家信息科技水平与能力。
而且随着集成电路的用途扩大,对引线框架材料需求日渐增大。
从发展现状可看出来,铜合金因具备良好导热导电等综合性能,成为了目前的主打材料。
但是研发集成电路用引线框架材料,必将备受相关研究者重视。
【参考文献】
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[2]陆磊.高强高导电铜合金耐腐性研究[J].材料工程,2010(4):98-102.
[3]钟仁显.高强高导铜合金的若干进展[J].铸造技术,2007(3):78-82.
[4]龙红军.引线框架用铜合金C194的制备与性能研究[J].热加工工艺,2009(16):17-20.。