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2019-07-26

113彩票焊剂残留清洗合明科技介绍:半导体功率电子封装及水基清洗重要性

发布者:合明科技Unibright ; 浏览次数:304

113彩票焊剂残留清洗合明科技介绍:半导体功率电子封装及水基清洗重要性

 

关键词导读:功率电子、半导体、半导体功率模块、封装清洗、水基清洗技术


一、半导体功率电子封装类型

1.PLCC(plastic leaded chip carrier)封装

带引线的塑料芯片载体。表面贴装型封装之一。引脚从封装的四个侧面引出,呈丁字形,是塑料制品。美国德克萨斯仪器公司首先在64k DRAM 256kDRAM 中采用,已经普及用于逻辑LSIDLD(或程逻辑器件)等电路。引脚中心距1.27mm,引脚数从18 84J 形引脚不易变形,比QFP 容易操作,但焊接后的外观检查较为困难。PLCC LCC(也称QFN)相似。

以前,两者的区别仅在于前者用塑料,后者用陶瓷。但现在已经出现用陶瓷制作的J 形引脚封装和用塑料制作的无引脚封装(标记为塑料LCCPCLPPLCC ),已经无法分辨。为此,日本电子机械工业会于1988 年决定,把从四侧引出J 形引脚的封装称为QFJ,把在四侧带有电极凸点的封装称为QFN

半导体功率器件清洗-合明科技25211950.jpg

2.COB封装流程

   1步:扩晶。采用扩张机将厂商提供的整张LED晶片薄膜均匀扩张,使附着在薄膜表面紧密排列的LED晶粒拉开,便于刺晶。

   第二步:背胶。将扩好晶的扩晶环放在已刮好银浆层的背胶机面上,背上银浆。

     点银浆。适用于散装LED芯片。采用点胶机将适量的银浆点在PCB印刷线路板上。

   第三步:将备好银浆的扩晶环放入刺晶架中,由操作员在显微镜下将LED晶片用刺晶笔刺在PCB印刷线路板上。

   第四步:将刺好晶的PCB印刷线路板放入热循环烘箱中恒温静置一段时间,待银浆固化后取出(不可久置,不然LED芯片镀层会烤黄,上海封装,即氧化,电子元件封装大全,给邦定造成困难)。如果有LED芯片邦定,则需要以上几个步骤;如果只有IC芯片邦定则取消以上步骤。

   第五步:粘芯片。用点胶机在PCB印刷线路板的IC位置上适量的红胶(或黑胶),再用防静电设备(真空吸笔或子)IC裸片正确放在红胶或黑胶上。

   第六步:烘干。将粘好裸片放入热循环烘箱中放在大平面加热板上恒温静置一段时间,封装是什么意思,也可以自然固化(时间较长)

   第七步:邦定(打线)。采用铝丝焊线机将晶片(LED晶粒或IC芯片)PCB板上对应的焊盘铝丝进行桥接,即COB的内引线焊接。

   第八步:前测。使用专用检测工具(按不同用途的COB有不同的设备,简单的就是高精密度稳压电源)检测COB板,将不合格的板子重新返修。

   第九步:点胶。采用点胶机将调配好的AB胶适量地点到邦定好的LED晶粒上,IC则用黑胶封装,功率器件封装,然后根据客户要求进行外观封装。

   第十步:固化。将封好胶的PCB印刷线路板放入热循环烘箱中恒温静置,根据要求可设定不同的烘干时间。

   第十一步:后测。将封装好的PCB印刷线路板再用专用的检测工具进行电气性能测试,区分好坏优劣。

二、封装是沟通芯片和外部电路的桥梁,其主要功能有:

①实现芯片和外界的电气连接;

②为芯片提供机械支撑,便于处理和焊接;

③保护芯片,防止环境的物理或化学损伤;

④提供散热通道。

 

三、半导体器件的功率大小是决定其封装类型的主要依据,下面给出了几种主要功率器件封装的功率范围:

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分立式(Discrete)封装普遍应用于小功率范围。

这种封装的器件要焊接到印刷电路板上。由于其功率损耗相对较小,散热要求不太高,这种封装的设计大多不采用内部绝缘,因而每个封装中只能有一个开关。晶体管大多数采用这种类型的封装,因此称之为"晶体管外形"(TOTransistor Outline)封装,如TO-220TO-247比较流行的TO封装形式。

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分立式封装的设计需要实现如下功能:

①负载电流和控制信号的传导;

②散热;

③保护器件不受环境影响;

 

MOSFET是采用TO封装最常见的功率器件。对于MOS,目前已经成功实现了对导通电阻Ron的大幅降低。于是TO封装的缺陷就逐步凸显出来了,TO封装的寄生电阻和Ron有着相同大的数量级。由于PCB的通孔是标准的,且需要满足和保持引线间的最小绝缘距离要求,所以不能简单的通过对引脚的截面积加粗,但可以盖面截面积的形状来降低引脚的寄生电阻,如下图:

 

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TO封装的另一个弱点是,为了减小成本而基本采用铝线连接。要改善电阻损耗只有加粗导线或者增加引线数量,但是这样一来,杂散电感又是一个问题。所以,为了尽可能高效地利用有限地PCB空间,IC器件地便面贴装技术(SMT)也被用到了小功率器件,主要有SOTSOP等封装类型,如:

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中大功率的应用则由单管向模块封装发展。单管和模块各有优势,应用场景和具体需求不同而使两者依旧在朝前发展。

 

分立式封装中还有一种叫作压接封装(Press Packs)或饼形封装(Capsules)的,主要应用于功率模块尚不能达到的高功率范围。在极高功率范围,功率芯片的大小可以是一个整晶圆,如下图,所以具有圆形管脚的培养皿型封装是圆形芯片的理想封装形式。

 

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为了均衡压力,避免出现压力峰值,鬼期间装在两块金属片之间。钼因其高硬度和良好的热膨胀系数则成为最理想的金属材料。硅芯片在阳极一侧与一块钼圆盘底座刚性地烧结在一起,然后在阴极一侧压接到第二个钼圆片上,使芯片处于封装内部中央对准地位置。

PCBA电路板清洗合明科技256.jpg


四、封装器件残留物清洗的重要性

目前5G通讯和新能源汽车正进行得如火如荼,而功率器件及半导体芯片正是其核心元器件。为了确保功率器件和半导体芯片的品质和高可靠性,在封装前需要引入清洗工序和使用清洗剂。

功率器件和半导体封装前通常会使用助焊剂和锡膏等作为焊接辅料,这些辅料在焊接过程或多或少都会有部分残留物,还包括制程中沾污的指印、汗液、角质和尘埃等污染物。

4G5G光模块清洗合明科技037.jpg

同时,功率器件和半导体的引线框架组装了铝、铜、铂、镍等敏感金属等相当脆弱的功能材料。这些敏感金属和特殊功能材料对清洗剂的兼容性提出了很高的要求。

一般情况下,材料兼容性不好的清洗剂容易使敏感材料氧化变色或溶胀变形或脱落等产生不良现象。

合明科技自主研发的功率器件和半导体水基清洗剂则是针对引线框架、功率半导体器件焊后清洗开发的材料兼容性好、清洗效率高的环保水基清洗剂。将焊锡膏清洗干净的情况下避免敏感材料的损伤。

半导体功率器件清洗案例-合明科技1.png


以上一文,仅供参考!

欢迎来电咨询合明科技半导体功率模块电子封装清洗水基清洗解决方案。


【阅读提示】

以上为合明科技在工业清洗方面的经验的累积,我们是国内自主掌握核心水基清洗技术的先创品牌,在水基清洗、环保清洗方面有着丰富的经验,也成为了IPC清洗标准主席单位。但是因为工业清洗问题内容广泛,没办法面面俱到,本文只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,力争能为客户提供全方位的工业清洗解决方案。

 

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