收藏词条 编辑词条 引线框架用合金
引线框架用合金(lead frame alloy)
用于固定集成电路硅芯片的封接合金。其作用是使芯片端头与外部电路连接起来,并将热量散发出去。
简史 20世纪60年代,集成电路采用陶瓷作为外围构件,保护它免受外部环境的影响,当时选用了线膨胀系数与硅芯片、陶瓷接近的FeNi29Co18合金(可伐合金)。70年代,通过封装工艺的改进,成功地以FeNi42合金取代可伐合金,降低了成本。与此同时,出现了塑料封装的集成电路,相应地以铜合金作为引线框架。
性能 线膨胀系数与硅、陶瓷或塑料接近,具有良好的强度、延伸率、抗折强度、导热性、导电性、电镀性能及钎焊性能。
生产工艺 通常采用真空感应炉熔炼,或是电弧炉熔炼后再进行炉外精炼。钢锭需进行局部清理,去除表面缺陷。热轧坯需全面刨磨,消除所有缺陷。带材分条后应进行拉矫退火(500℃以下),使内应力分布均匀,保证板形平整,制成引线框架后具有良好的共面性。
发展动向 引线框架合金包括两大类:一为高强度铜合金,二为FeNi42合金,前者用量多于后者。随着集成电路向高集成度和多功能化发展,要求引线框架合金薄型化。过去厚度大部分是0.25mm,现采用0.15mm和0.125mm厚度的日益增多,而且0.08mm也已提到使用日程。可采用铌、铍等添加元素,使抗拉强度提高到900MPa。一些要求高可靠性的集成电路,需要引线框架合金的线膨胀系数与硅芯片匹配,于是以因瓦合金为基体金属,两面覆上铜,只要控制好基体和覆层的厚度比,即可得到接近硅芯片的线膨胀系数。一般民用集成电路的发展方向是降低成本,因而开发了一系列廉价的铁基引线框架合金。日本已开发了NAS410IC,就是在铁素体不锈钢410的基础上,降低钢中碳、氮含量,添加微量铜等元素,并严格控制非金属夹杂物,使钢带表面形成的氧化膜很薄,腐蚀电动势很低,表面很容易活化,便于电镀。这种合金的平均线膨胀系数(30~100℃)为8×10-6/℃,抗拉强度为700MPa,伸长率为9%,硬度HV=220。此外,日本冶金、新日铁等公司为了进一步降低价格,将410不锈钢的铬含量降到7%,而性能与NAS410IC相近。