IC封装用铜合金引线框架及材料

本文评述了国内外IC封装用铜合金引线框架及材料的研发现状,主要涉及封装对引线框架材料的要求,铜合金引线框架材料的特性,铜合金引线框架材料研发动态,引线框架的制作技术以及市场需求等内容,并由此分析它们的发展趋势。     

微量Ce对SnAgCu焊料与铜基界面IMC的影响

配制了w(Ce)为0.1%和不加Ce的两种Sn-3.5Ag-0.7Cu焊料。在443K恒温时效,研究Ce对焊料与铜基板界面金属间化合物(IMC)的形成与生长行为的影响。结果发现,焊点最初形成的界面IMC为Cu6Sn5,时效5d后,两种焊料界面均发现有Cu3Sn形成。随着时效时间的增加,界面化合物的厚度也不断增加。焊料中添加w为0.1%的Ce后,能抑制等温时效过程中界面IMC的形成与生长,生长速率降低近1/2。并且,界面IMC的形成与生长均由扩散机制控制。     

Sn基焊料/Cu界面IMC形成机理的研究进展

锡基无铅焊料和Cu基材界面间容易形成Cu<,6>Sn<,5>、Cu<,3>Sn及其他金属间化合物(IMC),而IMC将剧烈地影响焊接接头的性能,故对其的研究有助于了解IMC形成的本质,从而控制其形成和长大,以改善接头性能.综述了近期的研究结果,指出Cu<,6>Sn<,5>易形成扇贝状,而Cu<,3>Sn常常为薄层状;其...     

铜基引线框架氧化的产物、机理及控制措施

铜基引线框架氧化时先后分别生成Cu2O和CuO,形成结构为CuO/Cu2O/Cu的氧化产物。通过称重法估算氧化膜的厚度,通过电桥法测量电阻值评估引线框架的氧化程度。在引线框架的氧化初期,氧化速率由化学反应速率控制;在氧化中期,氧化速率由化学反应速率和扩散速率共同控制;在氧化后期,氧化速率由扩散速率控制。其中扩散过程包括Cu离子的向外扩散和氧原子的向内扩散。为了控制铜基引线框架的氧化,一方面可以优化封装工艺参数,降低封装过程对框架的氧化;另一方面,可以提高铜合金冶金技术,提高铜合金材料本身的抗氧化能力。     

金层和银层铟基焊料钎焊界面组织性能研究

对In40Pb60的铟基近共晶钎料钎焊金属基板钎焊界面(即Cu/Ni/Au/InPb/Ag/Ni/Al结构)进行研究。分析钎焊界面焊点处显微结构及各层成分及厚度,对钎焊焊点进行高温老化,利用SEM对焊点钎料成分与界面形成的金属间化合物进行检测,并进行剪切力学性能测试。结果表明,短时间的老化后焊点AuIn_2和AgIn_2金属间化合物的生成使得焊点力学性能有一定提高,但IMC层不宜过厚,厚度过大焊点的剪切性能会随老化的推进略有下降,应该控制脆性物质的生成使得焊点力学性能达到最高。     

纳米银线对焊料金属间化合物形貌及厚度的影响

通过添加不同长径比纳米银线制备SAC3005-xAgNWs复合焊膏,印刷到铜基板上的焊膏回流后多余的助焊剂挥发得到复合焊点。使用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)观察焊点金属间化合物(IMCs)的形貌以及厚度,分析纳米银线对焊料可靠性的影响。实验结果表明：在150℃条件下时效处理,IMCs由不规则的棱柱型变为扇贝型,最后趋于平面型;添加纳米银线可以抑制IMCs生长,提高复合焊料可靠性;添加质量分数0.18%,直径分别为30,50,90 nm的纳米银线对IMCs生长均有明显的抑制作用。     

烧结温度对AuSn焊料薄膜及封装激光器性能的影响

采用不同温度对Au80Sn20共晶合金焊料进行烧结实验,研究了AuSn焊料薄膜在烧结后的形貌、物相组成以及对封装激光器的性能影响等.焊料在烧结后形成ξ相Au5Sn和δ相AuSn两种金属间化合物,随着烧结温度的上升,两相晶粒均明显长大,而ξ相Au5Sn趋向于形成枝晶.较低温度下烧结的焊料表面粗糙度较高,不利于激光器管芯的贴装.高温过烧焊料薄膜的导电导热性能有少许提升,对封装激光器管芯的功率没有明显影响,但焊料薄膜中残余应力较高,使激射波长有所蓝移.该结果将为AuSn焊料的烧结参数优化和硬焊料封装激光器的性能分析提供参考和指导.     

Sn-Ag-Cu焊料中金属间化合物对焊接性能的影响

讨论了Sn-Ag-Cu焊料与Cu焊盘间在回流焊过程中形成的金属间化合物(IMC)的种类、形态,Ag含量和Cu含量对IMC的影响,IMC在老化过程中的生长演变及其对焊接性能的影响。结果表明:Sn-Ag-Cu焊料与Cu焊盘之间的金属间化合物主要是Cu6Sn5和长针状的Ag3Sn,Ag和Cu的添加对组织有明显细化作用,但过量添加会影响IMC的性能。IMC的演变主要是与老化温度、老化时间有关,较厚的IMC不利于焊接性能的提高。     

时效对Sn3.0Cu0.15Ni/Cu界面组织的影响

研究了150℃时效0,200,500h对Sn3.0Cu0.15Ni/Cu界面组织结构的影响.结果表明:界面金属间化合物层由Cu6Sn5层和Cu3Sn层组成,质量分数为0.15％的Ni的加入会使IMC层最初变厚,但在时效过程中,热稳定性强的界面化合物(Cu,Ni)6Sn5的生成,会抑制Cu3Sn化合物层的生长;同时Ni的加入会降低Cu6Sn5颗粒的长大速度,并且随着时效时间的延长,Cu6Sn5颗粒的形貌呈多面体结构.     

取决于金属引线框架的LED散热技术

1、前言 在功率大的LED上，能迅速排放所产生热量的技术越发重要。本公司以优于热传导性的纯铜为基础，增加微量合金元素，若用于半导体引线框架，还需要以各种形式重新排列能提高强度以及耐热性等的铜条，另外，引以为荣的是晶体功率管散热用引线框架材料异型铜条的生产量位居世界第一。     

合金支架对电子元器件可靠性的影响

合金作为一种新兴支架材料,具有价格上的优势,目前已广泛应用于电子元器件封装中。为研究支架更替对器件性能和可靠性产生的影响,使用对比的方法,对合金支架和黄铜支架样品进行了一系列的可靠性试验和分析。通过研究发现,两类样品在性能上的差异完全可以忽略,在多数环境下也都具备较好的可靠性。相对于黄铜支架样品,合金支架样品的参数具有更好的稳定性,但在耐高温、耐腐蚀和引脚强度等方面,还存在一定的可靠性问题。在元器件的参数中,直流增益和饱和压降是比较容易受环境影响的参数,而反向击穿电压在环境实验中很少有变化。     

Oxidation of Lead Frame Copper Alloys with Different Compositions and Its Effect on Oxide Film Adhesion

Oxidation of four typical lead frame copper alloys was investigated. The oxidation rate and adhesion strength of oxide films to copper alloy substrates were studied by measuring the thickness and carrying out peel tests. The results show that, although copper alloys C5191 and C7025 have thinner oxide films, a lower adhesion strength and a higher proportion of CuO were obtained than in the other copper alloys EFTEC64T and C194. The adhesion strength is mainly influenced by the structure of the oxide film of the copper alloys, especially the CuO/Cu₂O ratio in the film. The highest adhesion strength is obtained for the copper oxide film with a basic structure of CuO/Cu₂O/Cu and a CuO/Cu₂O ratio of about 0.1. The segregation of additional elements in the copper alloy plays an important role in the oxide film structure.     

Effect of SiC Nanoparticle Additions on Microstructure and Microhardness of Sn-Ag-Cu Solder Alloy

In this work, lead-free composite solders were produced by mechanically mixing nominal 20 nm moissanite SiC particles with Sn-3.8Ag-0.7Cu solder paste. The effects of the amount of SiC addition on the melting behavior, microstructure, and microhardness of as-solidified composite solders were systematically investigated. In comparison with solder without the addition of SiC nanoparticles, the subgrain of β-Sn, the intermetallic compounds (IMCs) average grain size and distance decreased significantly in the composite solder matrix. This was possibly ascribed to the strong adsorption effect and high surface free energy of the SiC nanoparticles. Our results showed that 0.05 wt.% addition of SiC nanoparticles could improve the microhardness by 44% compared with the noncomposite and that the average grain size and distance changed from 0.5 μm to 0.2 μm and from 0.6 μm to 0.32 μm, respectively. The refined IMCs, acting as a strengthening phase in the solder matrix, enhanced the microhardness of the composite solders, in good agreement with the prediction of the classic theory of dispersion strengthening.     

TOP LED器件热塑性支架气密性研究

众所周知,热塑性LED支架气密性不佳,容易造成器件吸湿失效,降低了器件的可靠性。文章围绕LED支架的气密性,从TOP LED常用热塑性支架的结构、热塑性树脂与铜引线框架两相的结合力以及两相的结合界面特征等几方面展开理论分析,并通过气密性实验验证理论分析。研究结果表明,影响支架密封性的主要因素为引线框架的表面质量及两相界面特性、支架结构设计、引线框架与塑封材料的热膨胀系数匹配关系。最后,针对以上因素提出了相应的改善支架气密性措施。     

球栅阵列封装中SnPb焊点的应力应变分析

基于SnPb焊料的统一粘塑性Anand本构模型,运用ANSYS有限元软件分析了球栅阵列封装中复合SnPb焊点在热循环过程中的应力、应变的分布,观察到SnPb焊料的蠕变行为和应力松弛现象,结果证明:外侧焊点经受的应力、应变范围比内侧焊点大;焊点的最高应力区域出现在Sn60Pb40焊料的最外缘处,最高应变区域出现在Pb90Sn10焊料与UBM层接触面的最上缘处.     

框架有效成本与内引线长度技术能力的关系

引线框架封装和基板封装是集成电路封装两个基本结构类别,在当前的半导体封装产业中,引线框架封装依然占据了主导地位。近年来随着有色金属价格的飞涨,对框架类产品造成了严峻的成本挑战,而通过技术手段来降低产品有效成本才是最安全、可行的方向。文章通过对框架内引线长度技术能力的差异比较,在金丝价格飞涨的情况下,发现其对框架有效成本...     

LET引线框通用精密硬质合金级进模设计

发光三极管的引线框结构较为精细,产量很大,用高速冲床生产,对模具的精度和寿命要求很高.设计了25工位两件通用冲压排样方案和相应的精密硬质合金级进模,该模具能够通过更换局部凸模通用于两个不同类型的发光管引线框的冲压生产.凸模、凹模和卸料板的镶件部分均采用了硬质合金.经制造、调试达到了大批量、高精度、可通用的要求.     

激光重熔NiCrBSi+TiN复合涂层及界面组织

在Ti4Al1V合金表面上进行了激光重熔NiCrBSi-TiN涂层试验，利用扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）等手段对熔覆层的组织进行了分析。探讨了TiN的行为及其对组织的影响，测试了熔覆层显微硬度。结果表明，熔覆层由（Cr-Ni-Fe),TiN，NiB，Cr2Ti，Ti2Ni等相组成。在激光重熔过程中TiN颗粒发生了大量的分解，部分分解而来的[Ti],[N]参与熔池冶金反应，[Ti]与NiCrBSi粉末中的Ni,Cr元素发生反应形成Cr2Ti,Ti2Ni金属间化合物，而[N]在冷却时又以TiN,TiN0.3,TiN0.9三种形式在不同部位原位析出，在结合区与热影响区之间有5-6μm的扩散层，Ni元素在扩散层内有明显的浓度梯度。     

印制电路板铜面保护层对无铅焊点结构影响

采用扫描电镜与能谱测试,研究了两种不同印刷电路板铜面保护层,即有机保护层(Organic Solderability Preservatives,OSP)与浸银层(Immersion Ag,I—Ag),对无铅焊点结构的影响。结果显示,采用有机保护层的焊接界面金属间化合物层厚度明显超过了浸银层;在两种不同保护层中的焊点中,均出现薄片状或树枝状Ag3Sn金属间化合物,但在浸银层焊点中,薄片状Ag3sn主要在焊接界面层处非均匀形核长大,而有机保护层焊点中,薄片状Ag3Sn较少出现,代之以树枝状Ag3Sn近似均匀地分布在焊点中。断口分析显示,采用有机保护层的焊点中出现了较多的气孔,而且气孔主要出现在靠近铜面焊点中,这明显降低了焊点的强度。     

铜铬触头材料的分析

对铜铬触头材料进行氧氮含量测定、金相分析、化学成分和密度测定,形成一套较为系统的分析方法.