引線框架(Lead Frame)是半導體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.為芯片提供機械支撐,在灌封以及后續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。
在半導體中,引線框架主要起穩固芯片、傳導信號、傳輸熱量的作用,需要在強度、彎曲、導電性、導熱性、耐熱性、熱匹配、耐腐蝕、步進性、共面形、應力釋放等方面達到較高的標準。
根據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電性?,F代芯片工作頻率越來越高,為減少電容和電感等寄生效應,對引線框架的導電性能要求就高,導電性越高,引線框架產生的阻抗就越小。 一般而言,銅材的導電性比鐵鎳材料的導電性要好。
2.良好的導熱性:集成電路在使用時,總要產生熱量,尤其是功耗較大的電路,產生的熱量就大,因此在工作時要求主要結構材料引線框架能有好的導熱性,否則在工作狀態會由于熱量不能及時散去而'燒壞'芯片。導熱性一般可由兩方面解決,一是增加引線框架基材的厚度,二是選用較大導熱系數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度。
5.耐熱性和耐氧化性:耐熱性用軟化溫度進行衡量。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:引線框架不應發生應力腐蝕裂紋,在一般潮濕氣候下不應腐蝕而產生斷腿現象
引線框架生產全制程工序流程:
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