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铜合金引线框架成为封装主要研发方向 |
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| http://cn.newmaker.com
7/12/2007 9:25:00 AM
佳工机电网
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铜陵三佳集团公司 傅祥胜
引线框架作为封装主要结构材料，从与芯片相匹配的装片开始进入生产过程一直到结束，贯穿整个封装过程。在大功率器件封装原材料费用中，引线框架所占比例高达60%，引线框架在整个封测产业链中的地位越来越凸现，引线框架的市场增长主要受到芯片封装形式变化的影响。
国内产量仅能满足50%需求
国内引线框架产量仅能满足50%左右的国内需求，主要以铜合金引线框架为主，SOP、SSOP、QFP、LQFP等已经成为目前IC封装发展主流，大部分高端引线框架依靠进口，分立器件用引线框架的自给率较高，镍钯金引线框架及高品质腐蚀技术在国内发展较慢，镍钯金几乎为空白，严重制约封装新品研发进度，影响QFN系列产品发展。今后市场发展为细节距、多引脚产品，冲压和刻蚀型引线框架的内引脚节距小于140μm，引线长度缩短，温度灵敏性MSL增强，微型蚀刻，改进对镍/钯/金元素的表面处理，目标是达到MSL等级1。
在IC封装中，芯片和引线框架(或基板)的连接十分关键，DIP走向QFP、TCP再朝CSP发展，一些引线框架封装产品为提高系统性能转为基板的封装形式，基板形式的封装数量有了很大提高，但是，由于这些封装成本比较昂贵，市场产品仍然是引线框架的封装形式占据最大份额。在“十一五”期间，封装测试业将占据国内IC产业半壁江山，封装材料的重要性与日俱增。就全球半导体材料市场在2004增长18%，2005年增长7%之后，2006年增长超过6%。随着全球半导体市场2004年达到2130亿美元，可想而知半导体材料市场也进入了新一轮增长高潮。其中封装材料增长达18%，这其中日本列首位，其次是我国台湾地区，美国列第三位。
中国是全球半导体材料市场增长最快的地区。2004年增长33%，2005年增长20%，而封装材料增长最快，占总量的65%。其中引线框架增长占首位达32%。可以预计，随着全球封装产业的转移加快及各种尺寸的芯片厂在中国兴建，中国半导体材料市场的比重将日益加大。高性能引线框架成为各大封装企业的期盼，同时，新型封装技术的深层次研发，也为引线框架带来发展的机遇和挑战。
引线框架铜合金是主要方向
随着封装密度提高，封装体积减小，引线密度(单位封装面积上的引线数)的快速增长，引线框架正向短、轻、薄、高精细度多引脚、小节距方向发展。引脚数平均每年增加16%，例如，针栅阵列封装PGA由300条至400条增加到1000条，四面引线扁平封装QFP>400条，引线节距从2.54mm转向1.27mm以下的0.65mm、0.3mm、0.1mm。
封装对引线框架金属材料的要求十分苛刻，涉及材料的物理、机械、化学等诸多方面特性，对IC的性能和可靠性具有重要影响，其主要要求是高导电、导热性能好、较高的抗拉强度和硬度；材料弹性优良，屈服强度改善韧性，弯曲、冲制加工容易；耐热性和耐氧化性好，热稳定性及耐蚀性优良；较低的热膨胀系数CTE，并与封装材料的CTE匹配，确保封装气密性；表面质量好，可焊性高；成本尽可能低，满足商业化应用。
从现有常用材料情况看，铜导电、导热率高，易于与其他元素形成合金，提高强度，铜合金引线框架成为主要研发方向。
芯片封装用引线框架是极为精细的零部件，始于双列封装DIP，转向QFP、小外形封装SOP、四面引线陶瓷封装QPC、四面扁平无引脚封装QFN、塑封有引线的片式载体PLCC等多引脚、细间距产品类别拓展。框架的引脚数在持续增加，而引脚宽度与间距却不断缩减，0.4mm线宽、208条～240条引脚的铜合金引线框架投入商业化生产，引脚形状从长引脚直插向L型、J型、小L型、薄型L型引脚、短引脚、无引脚贴装发展，300条引脚的铜合金引线框架投入应用，研发1000条引脚、线宽0.1mm的铜合金引线框架，线宽一般为铜带厚度的0.7倍。
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