IC封装两个主要基本结构类别为引线框架式封装和基板式封装,其中引线框架封装是一类十分重要而技术悠久的封装,采用引线框架的产品类型仍在半导体产业中占据主导地位。DIP、SOP、SOT、SIP、QFN、DFN、PLCC一般采用是引线框架封装。
引线框架作为半导体芯片载体,是一种借助于键合材料(金丝、铝丝、铜丝)实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接,作为导电介质内外连接芯片电路而形成电信号通路以及与封装外壳一同向外散发芯片,工作时产生热量的散热通路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。
封装对引线框架金属材料的要求十分苛刻,涉及材料的物理、机械、化学等诸多方面特性,对IC的性能和可靠性具有重要影响,其主要要求是高导电、导热性能好、较高的抗拉强度和硬度。
目前,引线框架材料主要有铁镍合金和高铜合金两大类,其中高铜合金凭借优良的导电、导热性能,在引线框架领域得以广泛应用,占比高达80%以上。铜合金引线框架按合金系列主要分为铜-铁-磷、铜-镍-硅、铜-铬-锆、铜一镍一锡系(JK--2合金)等四大系列,按照性能可分为高导电、高强度、中强中导等系列。以铜为基本原材料的引线框架薄片很容易形成氧化铜,尤其在高温烘烤的条件下,逐步形成CuO氧化层,氧化层是塑封回流焊工艺中分层及裂纹的主要原因之一。
引线框架固晶工艺中固化烘烤对于烘箱的要求主要是:
1、为了保证框架烘烤过程中不被氧化,需要全程接入氮气,并保证烘箱内氧气浓度在ppm以下;如果发生氧化,框架会发黄,发紫,严重的甚至发黑;
2、温度及烘烤时间符合工艺要求,升温不能太快,温度不能太高。
3、洁净度,需要在无尘的环境中进行,以免影响烘烤效果。
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