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2021年5月19日XMINNNOV开发IC封装引线框架

新闻发布于:2011/5/20 14:14:31 -由John Lee - RFIDtagworld XMINNOV RFID标bobapp网站签制造商

2021年5月19日XMINNNOV开发IC封装引线框架

集成电路IC半导体行业的制造过程分为两大生产系统:预制造过程和芯片后封装测试过程。该封装在保护芯片、重新分配输入/输出I/O以获得更容易组装和处理的引脚间距、为芯片提供良好的散热路径、方便测试和老化测试等方面发挥了极其重要的作用。IC封装具有多种结构尺寸、外观和引脚数量,以满足各种IC开发和系统的不同要求。IC封装的两种主要结构类型是引线框架封装和基板封装。前者是一种非常重要的长技术封装,采用引线框架的产品类型在半导体行业中仍然占据主导地位。

IC封装引线框架的研制


引线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。随着包装密度的增加,包装体积减小,引线密度(单位包装面积的引线数量)迅速增加,引线架正向短、轻、薄、高精度多引脚、小间距方向发展。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1000,四方引脚平面封装QFP>400,引脚间距从2.54mm增加到1.27mm下的0.65mm。0.3毫米,0.1毫米。bobapp网站XMINNOV引线框架可达0.1mm


封装对引线框金属材料要求非常严格,涉及到材料的物理、机械、化学等诸多特性,对IC的性能和可靠性有重要影响,其主要要求是导电性高、导热性好、电阻高。抗拉强度和硬度;优良的材料弹性,屈服强度提高韧性,易弯曲和冲孔加工;良好的耐热性和抗氧化性,优异的热稳定性和耐腐蚀性;较低的热膨胀系数CTE,并与包装材料CTE匹配,保证了包装的密封性;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引线框架具有引线框架的常见材料特性。


从目前常用的材料来看,铜具有很高的导电性和导热性,并且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。如果将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为软铜导电性的国际标准。研制了含银10% ~ 16%的增强复合铜合金。其抗拉强度为1000Mpa,电导率大于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,在保持低膨胀特性的同时,可获得高导热系数和强度。负膨胀材料与铜复合,CTE与Si或GaAs匹配也可获得。 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

芯片封装引线架是一种极其精细的部件,从双内联封装DIP开始,依次到QFP、小轮廓封装SOP、四边引线陶瓷封装QPC、四边平面无引线封装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。线宽0.4mm,引脚208 ~ 240的铜合金引线框架已经投入商业生产,引脚的形状从长引脚直接插入。以l型、j型、小l型、细l型引线、短引线、无铅安装开发,300针铜合金引线框架投入应用,开发了1000根引线且线宽为0.1 mm的铜合金引线框架,线宽一般为铜带厚度的0.7倍。


采用XMINNNOV开发的IC封装引线框架


引线框架用于需要线键合互连的芯片。在线材键合技术中,通常采用热压缩键合、热超绿球键合和室温超生长楔形键合。包装引线架在20世纪70年代主要用于64引脚及以下的dip,用于引脚插入式焊接组件。此后,应用又发展到以PGA为代表的其他可以插入插孔的封装形式,从两边引脚进入四边引脚,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为代表的柔性引线框架封装,比SOP更小更薄。超小SSOP、超薄小轮廓TSOP、超薄超微包装TSSOP、超薄TQFP、窄间距QFP、超薄STQFP、动力塑料包装QFN等成为主流产品,各种包装形式层出不穷。随着芯片I/ o数量的增加和设备性能要求的不断提高,可用的包类型也在增加。复合基片封装可替代引线框架进行封装,常用于I/ o数量较多的高性能封装中。例如球栅阵列封装BGA是平面阵列封装、芯片尺寸封装CSP、晶圆级封装WLP、多芯片封装MCP的典型代表,具有良好的处理高芯片I/O计数和管理I/O终端分布的能力。


封装与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。全球排名前20的半导体制造商中,已有14家在国内建立了封装和测试公司,外资公司已成为该行业的重要组成部分。前十大包装检测公司如表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,几种包装类型的份额分别为: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效,与国际水平的差距逐渐缩小。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架一般是根据封装的要求来选择的。该陶瓷封装具有绝缘性好、气密性高、工作温度范围宽、封装外壳和结构范围广等特点,适用于高可靠性电路器件的生产。陶瓷包装的主要形式见表5。对于陶瓷包装,通常选择合金42或因瓦合金作为框架材料,因为这些合金与陶瓷的CTE相匹配。塑料包装成本低,适合大规模商业生产。在塑料包装,铜合金引线框架可以重新分配到芯片I/ o与精细的针距。表6显示了塑料包装中使用的引线框架。新引进的混合制造技术HMT与引线架相同,采用40 ~ 304引脚,既具有QFP的低成本竞争力,又具有BGA多引线的优势。先进的阵列封装使用高引线柱,CSP也有引线框架。引线框芯片规模封装LFCSP可以实现超小的封装尺寸,节省70%以上的印刷电路板面积。 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.


国内芯片封装呈现中高端化发展趋势。SSOP、TSOP、QFP、TQFP、PBGA逐年上升。平凸包FBP的引线销从塑料底部突出,引线框本身的金属材料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,并申请了21项国内外专利。DIP包装正在以每年10%左右的速度减少,但DIP、SOP等中低端包装仍占多数。


XMINNNOV市场开发IC封装引线框架


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,贯穿整个包装过程。在大功率器件封装原材料的成本中,引线框占比高达60%。铅框在整个包装检测产业链中的地位日益突出。引线框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家公司从事铅框的生产。2005年,引线框生产能力为:IC 2145.2亿片,分立器件364亿片;最大的生产能力为16亿件;生产企业中有独资和合资企业7家。内资企业4家、6家。主要分布在长三角和珠三角地区,尤其是长三角地区。外资企业在模具和技术方面优势明显,占据中高端产品市场。国内引线框厂家主要支持中小型ic和分立器件的生产。具有产品开发、开发和规模化生产能力。有的厂家采用一排双冲一镀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。铜带材产量40%-50%(国外75%以上),市场规模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足率较高,镍钯金引线框架质量较高。腐蚀技术在国内发展缓慢,镍钯金几乎是空白,严重制约了新封装产品的开发,影响了QFN系列产品的发展。XMINNNOV开发了一种包装引线框架,提供了另一种选择。未来市场将向细螺距、多导联产品发展。冲压蚀刻引线框架的内引线间距小于140μm,缩短了引线长度,提高了温度灵敏度MSL。微蚀刻,提高镍/钯/金元素的表面处理,目标是达到MSL 1级。


在IC封装中,芯片与引线框(或基板)之间的连接非常重要。DIP转向QFP、TCP,然后转向CSP。为了提高系统性能,一些铅框包装产品被转化为基板包装。然而,由于这些封装的成本相对昂贵,市场上的产品仍然占据着引线框封装的最大份额。XMINNNOV的包装引线框架的发展将带来更多的机会。


“十一五”期间,集成电路封装和测试行业将占据国内集成电路行业的半壁江山。包装材料的重要性日益增加。高性能引线框架已成为各大包装公司的期望。同时,XMINNNOV开发了包装引线框架和新的包装技术。引线框架的深入研发也给引线框架带来了发展机遇和挑战。



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