3月15-16日,第19屆中國半導體封裝測試技術與市場年會于江蘇成功召開。兩天時間,各與會專家就芯片成品制造的創新與趨勢、封裝測試與設備、關鍵材料等當下熱門問題,展開熱烈討論。
會上,中國半導體協會封裝分會當值理事長鄭力在《中國半導體測封產業現狀與展望》演講中提到:“半導體先進封裝,或者說芯片產品制造,可能成為后摩爾時代的重要顛覆性技術之一,特別是后道成品制造在產業鏈中的地位愈發重要,有望成為集成電路產業新的制高點。” 而這也將深刻地改變集成電路產業鏈形態,并驅動芯片設計、晶圓制造、材料等產業鏈上下游共同發生革命性變化。材料作為半導體封裝產業鏈中的關鍵一環,此次大會也特設《后爾摩時代的先進封裝材料的創新與合作》專場研討。會上,博威板帶技術市場部高級經理——張敏帶來了《高品質半導體引線框架銅合金》的主題演講。
博威合金主題演講博威合金關注到“盡管引線框架作為一種經典的封裝方式,但技術上保持著持續不斷地進步”。而這也正如清華大學教授、中國半導體行業協會集成電路設計分會理事長魏少軍所言“后摩爾時代的創新,將在封裝技術的創新”。“小型化”發展趨勢,對封裝要求更小、更輕、更薄,反映到引線框架材料上,要求材料厚度減薄、精度提高。與此同時,蝕刻工藝也被越來越多的應用到引線框架的生產中,這對材料研發制造提出挑戰。
基于以上背景,博威合金進一步闡述了引線框架材料的發展趨勢。
1引線框架材料發展趨勢
a.沖壓材料引線框架的封裝密度急劇增加,在同一個片上,集合了越來越多的引線框架單元,而這給材料帶來的變化:
精細的pitch針加工
封裝密封增加,鍵合區域面積增加,要求更高級的銅帶表面質量
片寬增加,需要材料具有優異的側彎,來保證高速沖壓工藝
優異的電鍍性能
引線框架在封裝的時候,起到鍵合絲從芯片把信號引到框架上的作用。那鍵合絲的直徑通常在20-50微米。如果銅帶表面或框架表面有凹坑、凸起缺陷,將直接影響鍵合的牢固程度。
而在表面質量這塊,博威合金也標準化了引線框架應用方面的表面質量等級,分為LFX、LFQ、PSQ這三種,對材料最大粗糙度、平均粗糙度、以及材料表面凹陷及凸起個數等,有一套嚴格的要求規范。b.蝕刻框架材料
片寬越來越寬,對銅帶的寬度尺寸可達300-450毫米
隨著封裝寬度增大,密度增加,鍵合區域更多,就需要更高級的銅帶表面質量(也就是LFX等級)
優異的電鍍性能
蝕刻加工后有一個半蝕刻工藝,要求蝕刻加工后有優異的平面度
通常,銅帶的制造會導致銅帶表層跟內部的應力分布不均勻。所以,當我們做半蝕刻,內應力的不均勻會導致翹片。這一點,博威通過采用特殊工藝,使得材料有優異的平整度和分布均勻的內應力。
2引線框架材料性能
蝕刻工藝IC框架材料性能
蝕刻加工性能,包括:半蝕刻、全蝕刻、帶材側彎、平面度、微觀顆粒的尺寸等
電鍍性能,易于電鍍,電鍍質量非常重要
表面形貌、表面缺陷
其他:導電率、中等屈服強度、折彎的成型性、材料的成本等
沖壓工藝分立元器件框架材料性能
抗高溫軟化性能
合金熱處理后,不可逆的伸長
電鍍性能、塑料的粘附性
功率器件做異型材時,材料需滿足易加工、高導電特性
表面形貌
3博威合金X引線框架材料選型
材料特征:高強度(片厚越來越薄)、抗高溫軟化、易于電鍍、表面缺陷少、適用于蝕刻加工(內應力要小)
△沖壓引線框架選材
boway 19400、boway 70250、boway 19210
△蝕刻引線框架選材boway 19400、boway 70250
△功率半導體、霍爾器件等分立元件選材boway 19210、boway 10100、boway 18070、boway 18090
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