新闻发布于:2021/5/20 14:14:31 - by John Lee - RFIDtagworld XMINNOV RFbobapp网站ID标签制造商
集成电路IC半导体工业的制造过程分为两大生产系统:预制过程和芯片后封装和测试过程。封装在保护芯片、重新分配输入/输出I/O以获得更易于组装和处理的引脚间距、为芯片提供良好的散热路径以及便于测试和老化测试等方面发挥着极其重要的作用。集成电路封装有多种结构尺寸、外观和引脚数量,以满足各种集成电路开发和系统的不同要求。IC封装的两种主要结构类别是引线框架封装和基板封装。前者是一种非常重要且技术含量较长的封装,使用引线框架的产品类型在半导体行业仍占据主导地位。
IC封装引线框架的开发
引线框架的主要作用是为芯片提供机械支撑载体,并作为导电介质连接芯片电路内外形成电信号通路,并与封装外壳一起散热芯片工作时产生的热量。随着封装密度的增大,封装体积减小,引线密度(单位封装面积引线数)迅速增加,引线框架正朝着短、轻、薄、高精度多引脚、小间距的方向发展。别针的数量平均每年增加16%。例如,引脚网格阵列封装PGA从300增加到400到1000,四边引脚平面封装QFP>400,引线间距从2.54mm变为1.27mm以下的0.65mm。0.3毫米,0.1毫米。bobapp网站XMINNOV引线框架可达0.1mm
封装对引线框架金属材料的要求非常严格,涉及到材料的物理、机械、化学等诸多特性,这些特性对IC的性能和可靠性有重要影响,其主要要求是高导电性、良好的导热性、高电阻。抗拉强度和硬度;材料弹性优异,屈服强度提高韧性,易弯曲和冲压加工;良好的耐热性和抗氧化性,优异的热稳定性和耐腐蚀性;热膨胀系数CTE低,并与包装材料CTE匹配兼容,保证了包装的气密性;表面质量好,可焊性高;成本尽可能低,以满足商业应用。bobapp网站XMINNOV引线框架显示引线框架的共同材料特性。
从目前常用的材料来看,铜具有较高的导电性和导热性,容易与其他元素形成合金,提高强度。铜合金引线框架已成为主要的研究和发展方向。三元和四元铜合金的性能优于传统的二元合金。铜合金具有更优异的性能和更低的成本。如铜合金材料按强度和导电性分为三大合金系列,如表2所示。表中%IACS为软铜电导率的国际标准。研制了一种含银10% ~ 16%的增强复合铜合金。其抗拉强度为1000Mpa,导电性大于80%,采用低膨胀特性,但导热系数不是很高。采用低密度材料作为增强相,与铜形成复合材料,可以在保持低膨胀特性的同时获得高导热系数和高强度。负膨胀材料与铜的复合,也可以得到与Si或GaAs匹配的CTE。 Lead frame and packaging materials are integrated to make package parts or copper/molybdenum/copper, copper/tungsten/copper multilayer functional gradient It is used to give full play to the high electrical and thermal conductivity of the copper matrix and the high strength, high hardness, and low CTE characteristics of the composite material. XMINNNOV has developed a package lead frame mainly made of copper materials
用于芯片封装的引线框架是一种极其精细的元件,从双内联封装DIP开始,到QFP、小轮廓封装SOP、四边引线陶瓷封装QPC、四边扁平无引线封装QFN、塑料封装引线芯片载体PLCC等。扩大了多针、细间距产品的种类。框架中的引脚数量继续增加,而引脚的宽度和间距继续缩小。一种线宽0.4mm,引脚208 ~ 240脚的铜合金引线框架已投入商业生产,引脚形状从长引脚直插。向l型、j型、小l型、细l型引线、短引线、无引线的安装发展,300引脚铜合金引线框架投入应用,开发1000引脚且线宽为0.1 mm的铜合金引线框架,线宽一般为铜带厚度的0.7倍。
利用XMINNNOV开发的IC封装引线框架
引线框架用于需要线键连接的芯片。在线材粘接技术中,通常采用热压缩粘接、热超绿球粘接和室温超生长楔型粘接。封装引线框架在70年代主要用于64针以下的dip,用于引脚插入式焊接组装。此后,应用发展到以PGA为代表的可插入插孔,从两侧引脚进入四面引脚的其他封装形式,并基于表面贴装,如QFP、陶瓷芯片载体CLCC,封装面积接近芯片面积QFN为代表的柔性引脚框架封装,比SOP更小更薄。超小型SSOP、超薄小轮廓TSOP、超薄超微封装TSSOP、超薄TQFP、窄间距QFP、超薄STQFP、功率塑料封装QFN等已成为主流产品,各种封装形式层出不穷。随着芯片I/ o数量的增加和设备性能要求的不断提高,可用的封装类型也在不断增加。层压基板封装可替代引线框架进行封装,常用于具有大量I/ o的高性能封装中。如球栅阵列封装BGA是平面阵列封装、片级封装CSP、晶圆级封装WLP、多芯片封装MCP的典型代表,具有较好的处理高芯片I/O数和管理I/O终端分布的能力。
封装测试一直是国内半导体芯片产业发展的重要组成部分。2005年,国内有包装检测企业64家,从业人员4.86万人,年产值347.98亿元,销售收入351亿元。全球前20大半导体厂商中,已有14家建立了国内封装测试公司,外资企业成为行业的主要组成部分。排名前十的包装检测公司如表3所示。
国内本土包装检测企业仍以DIP、SOP、QFP等形式占主导地位,几类包装占比如下:DIP占12%,SOP占56%,QFP占12%,其他占20%。先进包装的开发和应用取得了显著成果,与国际水平的差距逐步缩小。台湾的IC封装和测试实力是世界上最强的。台湾包装检测企业在大陆的生产布局如表4所示。
用于芯片封装的引线框架一般是根据封装的要求来选择的。陶瓷封装绝缘性好,气密性高,工作温度范围宽,封装外壳和结构种类繁多,适用于制作高可靠性电路器件。陶瓷封装的主要形式如表5所示。对于陶瓷封装,通常选择42合金或英瓦尔合金作为框架材料,因为这些合金与陶瓷的CTE相匹配。塑料包装成本低,适合大规模商业化生产。在塑料包装中,铜合金引线框架可以重新分配到具有细引脚间距的芯片I/ o。表6显示了塑料包装中使用的引线框架。新推出的混合制造技术HMT与引脚框架相同,引脚数为40 ~ 304,既具有QFP的低成本竞争力,又具有BGA多引脚的优势。先进的阵列封装使用高引线柱,CSP也有引线框架。引线框架芯片级封装LFCSP可实现超小型封装尺寸,节省印刷电路板面积70%以上。 QFN, also known as micro-lead frame MLF package, has good thermal characteristics and is suitable for applications in voltage control components and power series products.
国内芯片封装发展趋势呈现中高端形态。SSOP、TSOP、QFP、TQFP、PBGA呈逐年上升趋势。扁平凹凸封装FBP的引脚从塑料的底部伸出,引线框架本身的金属材料被用来形成薄膜而不是电阻。高温塑料薄膜,率先拥有自主知识产权,并申请国内外专利21项。DIP封装正以每年约10%的速度下降,但DIP和SOP等中低端封装仍占多数。
XMINNNOV开发的IC封装引线框架市场
引线框架作为主要的结构材料,从芯片的安装到最后进入生产过程,贯穿整个封装过程。在大功率器件封装原材料的成本中,引线框架占比高达60%。引线框架在整个封装测试产业链中已经变得更加突出。引线框架的市场增长主要受到芯片封装变化的影响。
目前,中国主要有17家公司从事引线框架的生产。2005年引线架生产能力为:IC 2145.2亿片,分立器件364亿片;最大制造商的产能为16亿片;其中,独资、合资企业7家。内资企业4家、6家。主要分布在长三角和珠江三角洲,尤以长三角地区最为明显。外资企业在模具和技术上优势明显,占据了中高端产品市场。国内引线框架厂家主要配套生产中小ic和分立器件。具有产品开发、开发和规模化生产的能力。有的厂家采用排双冲一镀32技术,大大提高了生产率; XMINNNOV has developed a packaged lead frame Using etching technology to make high-density IC lead frames, more than 150 varieties have been developed on the market; some joint ventures can currently produce lead frames of stamped products under 208 feet, the number of rows can reach 12, and two phases of investment are planned Developed into an important production base for lead frames and molds in China. Table 7 lists the lead frame market trend forecast.
国内产量只能满足国内需求的50%左右。主要产品为铜合金引线框架。铜带产量为40%-50%(国外超过75%),带市场规模为4 -5万吨。/年,产量约5000吨;SSOP、QFP、LQFP等已成为当前IC封装发展的主流,高端引线框架大多依赖进口,离散器件引线框架自给率较高,且镍钯金引线框架质量高。国内腐蚀技术发展缓慢,镍、钯、金几乎是空白,严重制约了封装新产品的发展,影响了QFN系列产品的发展。XMINNNOV开发了一个封装引线框架来提供另一种选择。未来市场将向细间距、多导联产品方向发展。冲压刻蚀引线框架内引线间距小于140μm,引线长度缩短,温度灵敏度MSL提高。微蚀刻,提高镍/钯/金元素的表面处理,目标是达到MSL 1级。
在集成电路封装中,芯片与引线框架(或基板)之间的连接非常重要。DIP转向QFP, TCP,然后转向CSP。一些引线框架封装产品被转换为基板封装,以提高系统性能。然而,由于这些封装的成本相对昂贵,市场产品仍然占据引线框架封装的最大份额。XMINNNOV的封装引线框架的发展将带来更多的机会。
“十一五”期间,集成电路封装与测试产业将占据国内集成电路产业的半壁江山。包装材料的重要性与日俱增。高性能引线框架已成为各大包装企业的期待。同时,XMINNNOV开发了封装引线框架和新的封装技术。引线框架的深入研究和开发也给引线框架带来了发展机遇和挑战。
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