引線框架(Lead Frame)是半導(dǎo)體IC和器件模塑封裝的基本材料,它主要由兩部分組成:芯片焊盤(die paddle)和引腳(lead finger)。其中芯片焊盤在封裝過程中為芯片提供機(jī)械支撐,而引腳則是連接芯片到封裝外的電氣和熱量通路。
引線框架有三個主要作用:
1.為芯片提供機(jī)械支撐,在灌封以及后續(xù)使用中都依賴框架的支撐
2.提供電氣連接,溝通芯片和外部電路。所有信號,電源都通過管腳傳輸
3.提供散熱散熱通路,管腳相對塑封有更低的熱阻,是主要的散熱渠道。
對于半導(dǎo)體器件使用中需要安裝在電路板PCB上,而這依賴引腳焊接固定到焊盤上,這引腳就是引線框架提供的。
在半導(dǎo)體工藝上,硅片芯片die,放置在pad上,然后使用金線通過引線鍵合Wire Bond工藝,把硅片與對應(yīng)引腳連接起來。然后再注塑用EMC把芯片灌封成需要的外形。
在半導(dǎo)體中,引線框架主要起穩(wěn)固芯片、傳導(dǎo)信號、傳輸熱量的作用,需要在強(qiáng)度、彎曲、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐熱性、熱匹配、耐腐蝕、步進(jìn)性、共面形、應(yīng)力釋放等方面達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)引線框架在封裝體中的作用,要求引線框架具備以下性能:
1.良好的導(dǎo)電性能:引線框架在塑封體中起到芯片和外面的連接作用,因此要求它要有良好的導(dǎo)電性?,F(xiàn)代芯片工作頻率越來越高,為減少電容和電感等寄生效應(yīng),對引線框架的導(dǎo)電性能要求就高,導(dǎo)電性越高,引線框架產(chǎn)生的阻抗就越小。 一般而言,銅材的導(dǎo)電性比鐵鎳材料的導(dǎo)電性要好。
2.良好的導(dǎo)熱性:集成電路在使用時,總要產(chǎn)生熱量,尤其是功耗較大的電路,產(chǎn)生的熱量就大,因此在工作時要求主要結(jié)構(gòu)材料引線框架能有好的導(dǎo)熱性,否則在工作狀態(tài)會由于熱量不能及時散去而'燒壞'芯片。導(dǎo)熱性一般可由兩方面解決,一是增加引線框架基材的厚度,二是選用較大導(dǎo)熱系數(shù)的金屬材料做引線框架。
3.良好的熱匹配(即熱膨脹):材料受熱產(chǎn)生膨脹,在封裝體中,引線框架和塑封體的塑封樹脂相接觸,也和芯片間接接觸,因此要求它們有一個良好的熱匹配。
4.良好的強(qiáng)度:引線框架無論是在封裝過程 中,還是在隨后的測試及客戶在插到印刷線路板的使用過程中,都要求其有良好的抗拉強(qiáng)度。
5.耐熱性和耐氧化性:耐熱性用軟化溫度進(jìn)行衡量。軟化溫度是將材料加熱5分鐘后,其硬度變化到初始硬度的80%的加熱溫度。通常軟化溫度在400以上便可以使用。材料的耐氧化性對產(chǎn)品的可靠性有很大的影響,要求由于加熱而生成的氧化膜盡可能少。
6.具有一定的耐腐蝕性:引線框架不應(yīng)發(fā)生應(yīng)力腐蝕裂紋,在一般潮濕氣候下不應(yīng)腐蝕而產(chǎn)生斷腿現(xiàn)象
引線框架生產(chǎn)全制程工序流程:
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