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引线框架铜合金材料的研究现状及发展趋势

发布时间:2019-10-31 14:32          编辑:bet9城          点击次数:

  引线框架用铜合金大致分为铜一铁系、铜一镍-硅系、铜一铬系、铜一镍一锡系(JK--2合金)等,三元、四元等多元系铜合金能够取得比传统二元合金更优的性能,更低的成本,铜一铁系合金的牌号最多,具有较好的机械强度,抗应力松弛特性和低蠕变性,是一类很好的引线框架材料。由于引线框架制作及封装应用的需要,除高强度、高导热性能外,对材料还要求有良好的钎焊性能、工艺性能、蚀刻性能、氧化膜粘接性能等。
 
  材料向高强、高导电、低成本方向发展
 
  在铜中加人少量的多种元素,在不明显降低导电率的原则下,提高合金强度(使引线框架不易发生变形)和综合性能,抗拉强度600Mpa以上,导电率大于80%IACS的材料是研发热点。并要求铜带材向高表面,精确板型,性能均匀,带材厚度不断变薄,从0.25mm向o.15mm、0.1mm逐步减薄,0.07一0.巧~的超薄化和异型化。
 
  按照合金强化类型可分为固溶型、析出型、析中型
 
  从材料设计原理看,引线框架材料几乎都是析出强化型合金,采用多种强化方法进行设计,主要有形变强化、固溶强化(合金化强化)、晶粒细化强化、沉淀强化,加人适量的稀土元素可使材料的导电率提高1.5一3%IACS,有效地细化晶粒,可提高材料的强度,改善韧性,而对导电性的影响很小。从加工硬化与固溶硬化相结合和固溶一时效硬化以及复合强化等方面进行研究,改进材料性能。
 
  随着电子通讯等相关信息产业的快速发展,对集成电路的需求越来越大,同时对其要求也越来越高。现代电子信息技术的核心是集成电路,芯片和引线框架经封装形成集成电路。作为集成电路封装的主要结构材料,引线框架在电路中发挥着重要作用,例如承载芯片、连接芯片和外部线路板电信号、安装固定等作用。
 
  其主要功能有:连接外部电路和传递电信号;向外界散热,发挥导热作用;支撑和固定芯片的作用,其外壳整体支撑框架结构通过IC组装而成,保护内部元器件。
 
  可见,引线框架在集成电路器件和各组装程序中作用巨大,如何有效改善引线框架材料导热、导电、强度、硬度、高软化温度、耐热性、抗氧化性、耐蚀性、焊接性、塑封性、反复弯曲性和加工成型性能等已成为集成电路发展过程中较为突出问题。
 
  电子信息产品不断向小型化、薄型化、轻量化、高速化、多功能化和智能化发展,及集成电路向大规模和超大规模方向发展,促使引线框架向着引线节距微细化、多脚化的方向发展。这就要求引线框架材料的各种性能更加优异和全面。
 
  主要凸显在以下几方面:
 
  ①引线框架的微型化要求其应具有更高的强度和硬度;
 
  ②集成电路的高集成度、高密度化使其散发的单位体积热量更多,这就要求引线框架材料有优越的导热性;
 
  ③鉴于电容和电感效应会造成不良影响,良好的导电性是引线框架材料必须具备的性能。
 
  ④除此之外,还需具备良好的冷热加工性能,弯曲、微细加工和刻蚀性能好、钎焊性能好、使用中不发生热剥离、电镀性能好、树脂的密着性好等一系列加工特性。
 
  ⑤理想上优良的引线框架材料强度应大于600MPa、硬度HV应大于130、电导率(IACS)应大于80%。

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