• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      裸銅框架銅線鍵合封裝技術(shù)研究

      2017-09-03 02:52:25溫莉
      電子工業(yè)專用設(shè)備 2017年4期
      關(guān)鍵詞:銅線鍍銀銅合金

      溫莉

      (天水華天科技股份有限公司,甘肅天水741000)

      裸銅框架銅線鍵合封裝技術(shù)研究

      (天水華天科技股份有限公司,甘肅天水741000)

      對裸銅框架銅線鍵合封裝的關(guān)鍵工藝進行了系統(tǒng)研究,通過選擇合適的裸銅框架、分段烘烤方式、全密封軌道焊線機防氧化以及工序間時間間隔控制,實現(xiàn)銅-銅鍵合關(guān)鍵技術(shù),這一研究結(jié)果為更多封裝形式的裸銅框架實現(xiàn)銅線鍵合提供技術(shù)指導(dǎo)。

      裸銅框架;氧化;銅-銅鍵合

      銅合金以其優(yōu)良的導(dǎo)熱、導(dǎo)電、力學(xué)性能及低成本因素,已經(jīng)成為集成電路塑料封裝中最主要的引線框架(lead frame,LF))材料。近年來,隨著封裝成本壓力的不斷增大,引線框架從全鍍銀(載體和管腳均鍍銀)全面轉(zhuǎn)向環(huán)鍍銀(在管腳鍍銀和載體焊線區(qū)域鍍一圈銀)和選鍍銀(在管腳鍍銀和管腳焊線區(qū)域選鍍銀),并且在積極開發(fā)裸銅框架(無鍍銀框架)。然而,銅合金具有很高的親氧性,極易發(fā)生氧化現(xiàn)象,形成氧化膜。另外在封裝過程中要經(jīng)受150~250℃的溫度,加劇了銅引線框架的氧化,會引起氧化膜剝離并最終導(dǎo)致封裝失效,而且框架表面的氧化膜也是塑料封裝產(chǎn)品在回流焊工藝中導(dǎo)致分層和裂紋的主要因素之一,因此,裸銅框架的抗氧化管控是應(yīng)用于封裝的關(guān)鍵[2]。

      目前在一些封裝公司已經(jīng)成熟量產(chǎn)的產(chǎn)品主要有TO、DIP、SOT、QFP等,這些產(chǎn)品大多數(shù)采用軟焊料或共晶焊裝片技術(shù)、裝片還原和鋁線鍵合技術(shù),可以實現(xiàn)裸銅框架的良好鍵合,但銅-鋁鍵合對產(chǎn)品的可靠性沒有改善。從理論上講,實現(xiàn)裸銅框架銅線鍵合,可以減少接觸面的缺陷,避免因銀遷移造成的短路,改善產(chǎn)品質(zhì)量,提高封裝產(chǎn)品的可靠性和壽命,節(jié)約封裝成本。本文重點研究銅-銅鍵合關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)裸銅框架銅線鍵合封裝工藝。

      1 試驗

      1.1 防氧化機理

      許多研究發(fā)現(xiàn),引線框架銅合金的氧化膜構(gòu)成對氧化膜的抗剝離性有重大影響,如果氧化膜中CuO的含量很低,氧化膜主要由Cu2O構(gòu)成時,將呈現(xiàn)出非常良好的抗剝離性;一旦氧化膜中CuO含量增加,氧化膜的抗剝離性急劇下降,氧化膜中CuO含量增加的主要原因與銅合金中的微量元素偏析有密切的關(guān)系。Tomioa等對純銅和銅合金的氧化速度以及氧化膜成分研究也表明,雖然純銅氧化速度最快,但氧化膜中無CuO。因此,在銅合金表面電鍍純銅層,能提高氧化膜抗剝離性,改善材料的氧化失效性能,且價格低廉[1]。

      根據(jù)金屬氧化理論,裸銅框架氧化過程依賴于銅離子和氧原子在氧化膜內(nèi)的擴散,并且以銅離子的擴散占主導(dǎo)地位。高溫作用下,氧化環(huán)境為富銅環(huán)境,銅離子充足,并且隨溫度升高,銅離子的遷移率顯著提高,從而加快了框架的氧化速率。而在較低溫度下,雖然銅離子也比較充足,但溫度較低,銅離子的擴散較慢。因此,高溫對裸銅框架造成的氧化程度大于低溫造成的氧化程度[2]。

      1.2 封裝過程控制因素

      本文以SOT223裸銅框架產(chǎn)品為例,裸銅框架基材為C194銅合金,基材表面電鍍純銅。其成分如表1所示。封裝流程關(guān)鍵工藝為:裸銅框架的包裝及存放、粘片烘烤方式、引線鍵合防氧化、工序間時間間隔控制。

      表1 C194銅合金成分

      1.3 試驗內(nèi)容

      1.3.1 裸銅框架

      本試驗采用的裸銅框架為在鍍層表面覆蓋一層有機物,密封鍍層孔隙防銅氧化,框架表面鍍純銅,表面更加平整光潔,減少了框架與氧氣的接觸面積,提高了氧化膜的抗剝離性,從而提高了框架的抗氧化能力。

      包裝方式為將密封好的每盒框架密封后抽真空處理,在溫度15~24℃,濕度≤65%RH的儲存條件下存放,經(jīng)試驗,存放6個月后無氧化現(xiàn)象。

      1.3.2 粘片烘烤

      粘片烘烤采用分段式進行,首先在無氮氣保護的環(huán)境中,溫度上升到一個不太高的溫度并保持一定的時間,這樣不僅可以降低烘烤過程中的揮發(fā),而且減少粘片膠中非水分物質(zhì)的衰減,使更多的物質(zhì)固化在芯片和PAD間,兩者有更好的粘片強度;然后在充氮氣保護保持氧含量≤0.1%的環(huán)境中,上升到一個較高的溫度后保持一定時間,可以更好地去除水分。圖1為試驗中用到的分段烘烤曲線。

      圖1 分段烘烤曲線

      1.3.3 引線鍵合

      1.3.3.1 等離子清洗

      等離子清洗除能清潔掉芯片及引線框架表面的沾污和氧化物之外,還能激活表面,使結(jié)合面更加牢固,是提高引線鍵合和塑封性能的一個重要方法。

      1.3.3.2 全密封軌道鍵合設(shè)備

      引線鍵合采用具有“Gas cover kit”系統(tǒng)的全密封軌道焊線機,全程通保護氣體防氧化。該系統(tǒng)主要由“Full Heat Tunnel+UC Cover+Moving Cover”三部分組成,相互之間緊密連接,減少了裸銅框架與外界環(huán)境的接觸面積,達到全密封、防氧化的效果;鍵合時在軌道內(nèi)部通入一定流量的保護氣體實現(xiàn)裸銅框架高溫鍵合的防氧化(見圖2)。

      圖2 全密封軌道焊線機

      1.3.4 工序間時間間隔控制

      如果工序間時間間隔越長,會增加產(chǎn)品在生產(chǎn)線上的沾污和氧化風險,從而影響引線鍵合質(zhì)量。尤其是粘片到引線鍵合、引線鍵合到塑封這兩個工序間時間間隔。粘片烘烤前,由于粘片膠未固化,滯留時間越長,粘片膠會外溢擴散到芯片區(qū)域外的載體上,甚至擴散到內(nèi)引腳上,造成粘片膠沾污;引線鍵合到塑封工序,由于鍵合過程對框架有加熱,在此期間滯留時間較長易造成框架氧化,影響鍵合質(zhì)量;由于塑封車間潔凈度相對較低,若在塑封車間滯留時間較長,極易造成引線框架及芯片沾污,影響塑封料與引線框架及芯片的結(jié)合強度。

      2.4 試驗方案

      將工序間時間間隔控制在24 h以內(nèi),采用分段烘烤進行粘片固化,引線鍵合及塑封前均加等離子清洗,并嚴格按照封裝工藝規(guī)范操作,隨機選取3批芯片將裸銅框架與鍍銀框架進行對比試驗考核,試驗后,裸銅框架封裝批次均滿足封裝產(chǎn)品質(zhì)量及MSL1可靠性要求,如表2。

      表2 試驗方案

      2 結(jié)果與討論

      圖3、圖4分別為裸銅框架銅線鍵合后圖片、MSL1后超聲掃描圖片。圖示為引線鍵合后滿足工藝質(zhì)量標準,可靠性滿足JEDEC MSL1標準;裸銅框架銅線鍵合封裝產(chǎn)品的可靠性明顯優(yōu)于鍍銀框架。

      圖3 引線鍵合圖片

      圖4 MSL1后超聲掃描圖片

      3 結(jié)束語

      研究表明,實現(xiàn)裸銅框架銅線鍵合封裝工藝,既改善了材料間的相容性,減少了接觸面的缺陷,又降低了生產(chǎn)成本,可有效提升封裝產(chǎn)品的可靠性能力;經(jīng)過多次試驗證明,裸銅框架銅線鍵合封裝產(chǎn)品的可靠性要優(yōu)于鍍銀框架。這一研究結(jié)果可以為生產(chǎn)中更多封裝形式的裸銅框架實現(xiàn)銅線鍵合提供技術(shù)指導(dǎo)。

      [1] 王壽山.鍍銅層對IC引線框架表面抗氧化失效的作用[J].上海交通大學(xué)學(xué)報,2007,4(41):5-8.

      [2] 張胡軍.鍍銅厚度對裸銅框架抗氧化性能的影響[J].電子與封裝,2013,1(1):9-11.

      Research of Packaging Technology for Bare-copper Leadframes with Copper Bonding

      WEN Lijun

      (Tianshui huatian technology Co.,Ltd,Tianshui 741000,China)

      In this paper,systematic research of critical process for bare-copper leadframes with Copper bonding,By selecting suitable bare-copper leadframes,performing sectional baking after die bonding,antioxidanting of hermetic orbital for wire-bonding machine,and controling interval time during each process,Achieve key technology of copper-copper bonding,This result provides a guidance for more bare-copper leadframes with copper bonding.

      Bare-copper leadframes;Oxidation;Copper-copper bonding

      TN405.97

      A

      1004-4507(2017)04-0005-04

      溫莉珺(1985-),女,甘肅天水人,畢業(yè)于蘭州理工大學(xué),天水華天科技股份有限公司技術(shù)部工程師,主要從事半導(dǎo)體封裝材料及集成電路封裝可靠性研究。

      2017-07-06

      猜你喜歡
      銅線鍍銀銅合金
      從性能層面提升觀影游戲體驗 FIBBR 8K HDMI2.1銅線
      銅線高速拉拔過程數(shù)值模擬及質(zhì)量控制
      超細鉬銅復(fù)合粉體及細晶鉬銅合金的制備
      珩磨技術(shù)在銅合金零件中的應(yīng)用
      銅及銅合金無硝酸光亮酸洗工藝應(yīng)用
      新型銅合金化學(xué)去毛刺劑的研制
      鑄鋁合金鍍銀工藝的改進
      澆“水”即亮的“花”
      自制電燈亮起來
      酚醛樹脂/鍍銀碳纖維導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備與性能
      中國塑料(2015年11期)2015-10-14 01:14:15
      隆德县| 布拖县| 方城县| 青岛市| 四川省| 龙井市| 红河县| 会昌县| 大余县| 青川县| 温泉县| 新宁县| 保康县| 库伦旗| 德安县| 自贡市| 永修县| 朝阳市| 和静县| 饶平县| 许昌县| 天祝| 松阳县| 和林格尔县| 苍梧县| 朝阳区| 衡阳市| 嘉兴市| 峨山| 神农架林区| 芷江| 米泉市| 惠水县| 台山市| 乃东县| 新干县| 安乡县| 南皮县| 邯郸县| 正镶白旗| 石景山区|