蚀刻型铜基引线框架材料应用研究

蚀刻型铜基引线框架材料应用研究

摘要：文章介绍了引线框架的加工手段、分类及用于蚀刻型引线框架材料的要求，同时综述了国内用于蚀刻型引线框架的现状。关键词：蚀刻；引线框架材料；引线框架

1 引言

引线框架是集成电路产品的重要组成部分，它的主要功能是为芯片提供机械支撑，并作为导电介质连接集成电路外部电路，传送电信号，以及与封装材料一起向外散发芯片工作时产生的热量。

随着大规模集成电路和超大规模集成电路的发展，集成电路正朝着高集成化、多功能化，线路的高密度化，封装的多样化和高性能化发展，其对引线框架材料要求也将越来越高。

2 引线框架加工手段

引线框架的制作，一般有两种方法：冲压法和蚀刻法。冲压法一般采用高精度带材经自动化程度很高的高速冲床冲制而成，具有成本低、效率高等特点。而对于小批量、多品种、多引线、小间距的引线框架则多采用蚀刻成型加工，该加工手段具有制作周期短、投资省、精细度高、一致性好的特点。两种加工手段具有较强的互补性。

随着电子封装向短、小、轻、薄方向发展，引线框架也将向多引线、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。

3 蚀刻型引线框架对材料的要求

3.1 蚀刻型引线框架的分类

根据材料化学成份，引线框架一般可分为5类：

⑴可伐合金（fe-ni-co）：广泛应用于玻璃、陶瓷封装线；⑵铁镍42合金：广泛应用于玻璃、陶瓷封装线；⑶铜基合金：广泛应用于塑封和陶瓷表面浸渍封装线，成本低。目前用量约占80%；⑷复合材料：为提高材料综合性能，节省稀贵金属。客观上存在有单一合金所无法达到的综合性能；⑸稀贵金属：主要应用在集成电路晶体元器件的连接引线。如纯金φ=0.03mm细丝。

3.2 引线框架材料的要求

集成电路的许多可靠性都是由封装性能决定的，引线框架为芯片提供电通路、散热通路、机械支撑等功能，ic封装要示其必须具备高强度、高导电、导热性好，以及良好的可焊性，耐蚀性、塑封性、抗氧化性等一系列综合性能，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。其材料应满足下列特性要求。

3.2.1 应具有良好的导热性，能够将半导体芯片在工作时发生的热量及时地散发出去。良好的导电性能降低电容、电感引起的不利效应。材料的导电性高，框架上产笺抗阴就小，也利一散热。

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、耐蚀性、热耐性和耐氧化性。

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450mpa，延伸率大于4%。

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3ft长的样品上，所测卷曲不得超过1.500in。

3.3.3 边缘毛刺

材料边缘不希望有毛刺，如有其高度不得超过金属厚度的10%。

3.3.4 横向弯曲（横弯、凹弯）

横向弯曲与纵切有关。由于化学处理的材料通常宽约16～20in，所以其最大横向弯曲应满足下表：

表2 最大横向弯曲

3.3.5 表面光洁度

材料应无大量的表面缺陷。例如：凹坑、刻痕、压痕、擦伤、刮痕、起皱或夹杂物。

3.3.6 锈蚀

材料表面上不应有可见锈斑。

4 国内蚀刻型框架材料的发展概况

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取得了较大的进展。例如宁波兴业集团生产的194铜，各项指标均已达到蚀刻要求，正逐步取代进口材料。

5 结束语

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。

参考文献

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