引线框架的主要性能_关心彤----精铜世界

集成电路塑封中使用的引线框架是集成电路封装的一种主要结构材料。它在电路中主要起承载IC芯片的作用,同时起连接芯片与外部线路板电信号的作用,以及安装固定的机械作用等

集成电路引线框架一般采用铜材(Cu)或铁镍合金(42#Fe-Ni),考虑到电气、散热与塑封匹配以及成本等方面的因素,目前主要使用铜材,特别是DIPSIP插入式封装以及SOICQFPPLCC等适合SMT技术要求的封装大多数都采用铜材。

二、引线框架的主要性能 根据引线框架在封装体中的作用,要求引线框架具备以下性能:

1 良好的导电性能引线框架在塑封体中起到芯片和外面的连接作用,因此要求它要有良好的导电性。另外,在电路设计时,有时地线通过芯片的隔离墙连到引线框架的基座,这就更要求它有良好的导电性集成电路的工作频率较高,为减少电容和电感等寄生效应,对引线框架的导电性能要求就更高,导电性越高,引线框架产生的阻抗就越小。 一般而言,铜材的导电性比铁镍材料的导电性要好。如:Fe58-Ni42%的铁镍合金,其电导率为30IACS01Zr的铜材料,其电导率为90IACS23Fe003P01Zn的铜材料,其电导率为65IACS,因此从上面可以看出,铜材的电导率较好,并且根据掺杂不同,其电导率有较大的差别

2 良好的导热性成电路在使用时,总要产生热量,尤其是功耗较大的电路,产生的热量就更大,因此在工作时要求主要结构材料引线框架能有很好的导热性,否则在工作状态会由于热量不能及时散去而"烧坏"芯片。导热性一般可由两方面解决,一是增加引线框架基材的厚度,二是选用较大导热系数的金属材料做引线框架Fe58-Ni42%的铁镍合金导热系数为1589Wcm~01Zr的铜材料,其导热系数为3598Wcm~01Fe0058P的铜材料,其导热系数为43514Wcm。可见铜材料的导热系数{zh0},而且根据掺杂的不同,其导热系数不一样。

3良好的热匹配(即热膨胀)材料受热产生膨胀,在封装体中,引线框架和塑封体的塑封树脂相接触,也和芯片间接接触,因此要求它们有一个良好的热匹配。Fe58-Ni42%的铁镍合金,其线膨胀系数为43×10-7,一般的铜材料引线框架,其线膨胀系数为(160~180)×10-7,由此可见,铁镍材料的膨胀系数较小,铜材料的膨胀系数较大。铜质引线框架的膨胀系数和塑封树脂的膨胀系数(200×10'7~C左右)相近,但是和硅芯片的膨胀系数相差较大,硅的膨胀系数为26×l0-7。不过,现在采用的树脂导电胶作为粘片材料,它们的柔韧性强,足以吸收芯片和铜材之间所出现的应力形变。如果是共晶装片,那么就不宜采用线膨胀系数大的钢材做引线框架了。

4良好的强度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064GPa,而铜材料合金的抗拉强度一般为05GPa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%。

5 耐热性和耐氧化性耐热性用软化温度进行衡量。软化温度是将材料加热5分钟后,其硬度变化到最初始硬度的80%的加热温度。通常软化温度在400以上便可以使用。材料的耐氧化性对产品的可靠性有很大的影响,要求由于加热而生成的氧化膜尽可能少。

6具有一定的耐腐蚀性引线框架不应发生应力腐蚀裂纹,在一般潮湿气候下不应腐蚀而产生断腿现象。 3封装工艺对引线框架的要求 引线框架作为主要结构材料,从装片开始进人生产过程一直到结束,几乎贯穿整个封装过程,它的设计是否合理、质量控制得好与坏,将影响到封装的几乎所有的重要工序,如装片、键合、塑封、电镀、切筋等,因此根据封装工艺,对引线框架具有以下的要求:



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