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引线框架封装助焊剂水基清洗液合明科技分享:从芯片支撑材料角度来看半导体封装技术分类

发布日期:2022-01-06 发布者:合明科技Unibright 浏览次数:1075

引线框架封装助焊剂水基清洗液合明科技分享:从芯片支撑材料角度来看半导体封装技术分类

水基清洗剂,环保清洗剂,电路板清洗,助焊剂清洗剂,半导体清洗,丝网清洗,红胶清洗,治具清洗,功率器件清洗,电路板清洗剂_免洗助焊剂清洗剂合明科技专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商。精密电子清洗除焊后助焊剂、锡膏、焊膏、球焊膏、焊锡膏、锡渣等残留物。水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。

 


封装基板已经是半导体封装中

价值量最大的耗材

封装基板是IC芯片封装的新兴载体

传统的半导体封装,是使用引线框架作IC导通线路与支撑IC的载具,它连接引脚于引线框架的两旁或四周。随着半导体封装技术的发展,当引脚数增多(超过300个引脚),传统的QFP等封装形式已对其发展有所限制。这样,在20世纪90年代中期,以BGA、CSP为代表的新型半导体封装形式问世,随之也产生了一种半导体芯片封装必要的新载体,这就是半导体封装基板(IC Package Substrate,又称为半导体封装载板)。

IC封装基板起到在芯片与常规印制电路板(多为主板、母板、背板)的不同线路之间提供电气连接(过渡)的作用,同时为芯片提供保护、支撑、散热的通道,以及达到符合标准安装尺寸的功效。可实现多引脚化、缩小封装产品面积、改善电性能及散热性、实现高密度化等是它的突出优点。因此以BGA、CSP以及倒装芯片(FC,FpilChpi)等形式的半导体封装基板,在近年来的应用领域得到迅速扩大,广为流行。
基于在半导体封装中充分运用高密度多层基板技术方面,以及降低封装基板的制造成本方面(封装基板成本以BGA为例约占40%~50%,在FC基板制造成本方面它约70%~80%)的需求,半导体封装基板已成为一个国家、一个地区在发展微电子产业中的重要“武器”之一。
从芯片支撑材料角度来看半导体封装技术分类
目前普遍使用的封装技术有很多,可分为以下几类:
芯片的封装种类太过繁杂,为了方便理解,我们将分类方式简化,以封装过程中使用的承载晶圆或芯片的耗材的不同来份额里,半导体封装技术可以分为引线框封装、裸芯片封装/晶圆级封装和嵌入式封装三类。
一、芯片封装技术分类

引线框架+封装壳

我们把使用传统封装壳的封装技术和使用封装基材的封装技术归为一类,总体称为封装中使用封装壳的封装技术。
嵌入式封装
嵌入式芯片(Embedded Component Packaging EPC),封装与大多数封装类型并不相同。一般来说,在许多集成电路封装中,器件位于基板的顶部,基板充当器件与封装板间“桥梁”的角色。
裸芯片封(组)装装技术/晶圆级封装(WLP)
二级封装是印刷电路板的封装和装配,将一级封装的元器件组装到印刷电路板(PCB)上,包括板上封装单元和器件的互连,包括阻抗的控制、连线的精细程度和低介电常数材料的应用。除了特别要求外,这一级封装一般不单独加封装体,具体产品如计算机的显卡,PCI数据采集卡等都属于这一级封装。如果这一级封装能实现某些完整的功能,需要将其安装在同一的壳体中,例如Ni公司的USB数据采集卡,创新的外置USB声卡等。
引线框架封装(LeadframePackages)
传统的IC封装是采用导线框架作为IC导通线路与支撑IC的载具,它连接引脚于导线框架的两旁或四周。随着IC封装技术的发展,引脚数量的增多(超过300以上个引脚)、、线密度的增大、基板层数的增多,使得传统的QFP等封装形式在其发展上有所限制。
我们把使用传统引线框架和封装管壳的封装技术称为引线框架式封装技,多用于如方形扁平无引脚封装(QFN)和方型扁平式封装(QFP)。
封装管壳内部结构示意图

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引线框架封装工艺

使用引线框架和外部封装管壳的芯片封装制作工艺十分相似。基本流程为:首先使用充银环氧粘结剂将晶圆切片粘附于引线框架上,然后使用金属线将晶圆切片的管脚与引线框架上相应的管脚连接,再将引线框架与封装壳组合在一起,最后使用模塑包封或者液态胶灌封,以保护晶圆切片、连接线和管脚不受外部因素的影响。
引线框架主要性能
半导体封装引线框架大多采用铜材或铁镍合金(A42)两种材质,在封装中,引线框架主要有如下作用:
二、引线框架封装中引线的功能

良好的导电性能

引线框架在塑封体中主要作用是芯片的功能通过引线与框架上的外引脚连接,集成电路芯片还常用引线将芯片的地线连接到框架的底座上,所以,要求引线框架有良好的导电性。
良好的导热性
产品在使用时,芯片会产生热量,特别是大功率产品,工作电流较大,产生的热量更大。热量主要通过引线框架和塑封料向外散热。如果散热性能不好,则可能“烧坏”芯片。PN结一般设计温度为150℃,温度过高,可能在工作中造成PN结热击穿。大功率产品的引线框架个别还设计有专门的散热片以提高引线框架的散热能力。
良好的热膨胀匹配性
在塑料封装体中,引线框与芯片之间通过银胶进行物理连接,还与塑封料直接接触,在产品塑封、回流焊及使用中,受热时各种材料均会膨胀,所以,要求各种材料间要有良好的热膨胀匹配性。
良好的结合强度
引线框架与芯片通过银胶连接,与塑封树脂直接接触。在生产过程及使用中不可避免的要受热,各种材料间的热膨胀虽然尽可能的匹配,但总会有热应力存在。所以要求引线框架与各材料之间要有良好的结合强度。
引线框架封装(如SO、QFP、QFN)仍然是I/O小于200的半导体中最常见的。模具通常采用金属丝连接,封装也很简单,虽然使用倒装芯片、多模和模/无源组合的变体也在批量生产中。

陶瓷封装在很大程度上可以被看作是遗留技术。虽然它们过去在IC上很常见,但现在几乎只用于军事和航空电子等高可靠性应用,不愿在封装技术上做出改变。

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针对电子制程精密焊后清洗的不同要求,合明科技在水基清洗方面有比较丰富的经验,对于有着低表面张力、低离子残留、配合不同清洗工艺使用的情况,自主开发了较为完整的水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。具体表现在,在同等的清洗力的情况下,合明科技的兼容性较佳,兼容的材料更为广泛;在同等的兼容性下,合明科技的清洗剂清洗的锡膏种类更多(测试过的锡膏品种有ALPHA、SMIC、INDIUM、SUPER-FLEX、URA、TONGFANG、JISSYU、HANDA、OFT、WTO等品牌;测试过的焊料合金包括SAC305、SAC307、6337、925等不同成分),清洗速度更快,离子残留低、干净度更好。

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【阅读提示】

以上为本公司一些经验的累积,因工艺问题内容广泛,没有面面俱到,只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断的追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,能为各种客户提供全方位的工艺、设备、材料的清洗解决方案支持。

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