天水华天封装知识交流.ppt

天水华天封装知识交流,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,主要内容,1。产品防湿MSL等级与包装2。华天科技塑封料和导电胶介绍3。塑封材料限用物质相关内容4。低温焊料回流焊温度曲线5。金线承受电流及电感、电阻6。热阻的近似计算方法7。塑封产品封装订单8。LDO产品相关9。产品品种和产能介绍10.QFN介绍11.BGA介绍,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,塑料封装是非气密封装,塑料封装属于非气密封装,塑料封装采用的塑封料和导电胶是有一定吸水率的材料,其吸水率通常在千分之几到千分之十几左右,产品吸收一定程度的湿气之后,在波峰焊或者红外回流焊时,湿气在高温下迅速膨胀,从而产生产品内部的界面分层，导致连接线开路、芯片损伤等缺点，严重的造成胶体鼓胀或裂开,即我们常说的”爆米花”效应.一般来讲如回风炉温度由240C变成260C,则其蒸气压变成原来的2.12倍.”爆米花”效应不是QFP产品的特有的，SOP、SSOP、TSSOP等产品也因为吸湿经常产生,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,如产品已经吸湿怎么办?,对产品进行烘烤，烘烤条件一般为:a.)低温器件容器在40+5/-0,5%RH下烘烤192小时如装在塑料管里的SOP产品b.)高温器件容器在115加减5下烘烤8小时,如装在托盘里的QFP产品,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,产品防湿等级定义,防湿等级非密封包装状态下存放期标准吸湿考核条件LEVEL1在小于30C/85%相对湿度无期限85C/85%168小时LEVEL2在30C/60%条件下1年85C/60%168小时LEVEL3在小于30C/60%条件下1周30C/60%192小时加速=60C/60%40小时SAMPLE：50,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,产品防湿等级试验流程,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,*产品芯片来源更换时可以也按照该流程做PRECON的实验,正常后再开始批量生产,产品防湿等级对应的不同包装要求,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,LEVEL1产品在小于30C/85%相对湿度下存放时,包装无特殊要求;LEVEL2产品在30C/60%条件下1年内存放时,包装无特殊要求但是很多情况下,特别是产品在南方存放时,湿度比较高,产品要达到1年的存放期,包装要作适当的防湿措施;LEVEL3在小于30C/60%条件下,包装无防湿措施仅能保存1周,所以产品如要长时间保存,应该采取密封包装;,LEVEL3产品防湿标签例子,注意:袋内含湿敏器件1.器件在密封袋内的寿命为：温度40，湿度90%下的寿命是12个月2.密封袋开封后，需要进行红外回流、气相回流、波峰焊或等效处理的器件必须按照下列条件进行：a.)工厂条件为温度30，湿度60%时，168小时（若此处空白，参见相邻的条码标签）内安装b.)在湿度20%的环境下储存3.若器件符合下列条件，要求安装前烘烤.a.)温度为23加减5度时，湿度指示卡的读数10%.b.)不符合2a或2b.4.若要求烘烤，器件烘烤时间为:a.)低温器件容器在40+5/-0,5%RH下烘烤192小时b.)高温器件容器在115加减5下烘烤8小时口袋密封日期：(若此处空白，参见相邻的条码标签),TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,湿气敏感等级和那些因素有关,1.和封装形式有关,湿气敏感度按照封装形式由强到弱的大致顺序为TQFPLQFPQFPTSSOPSSOPSOPSOTTOSDIPDIP2.和塑封材料吸水率、粘结力、耐高温性能有关3.和导电胶的挥发物、吸水率、粘结力、耐高温性能有关4.和产品的芯片大小、封装的引线框架基岛大小、封装体内塑封料本身结合面积占塑封体面积有关*所有SOP封装的芯片与基岛面积比最小为30%.若低于30%需进行工程风险评估(做MSL考核),除非该封装可靠性的项目已经覆盖该框架的该情况,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,塑封料和导电胶的选择（240度回流焊）,1.DIP、SIP、ZIP系列：一般采用KL1000-3A塑封料和DAD90导电胶2.ST-7100DXG和KH9200-3T也有使用在DIP上3.SDIP64：采用MP8000CH4塑封料和8360导电胶4.对产品有应力要求的，如测试Vref且精度要求高时，如静态漏电流在1纳安以下,甚至0.2纳安以下如测试具体频率且精度要求高时，建议采用：KL4500-1、MP8000AN、MP8000CH4、EME6600CS、EME6600H等,要求更高时可以采用做LDO产品使用的塑封料,如GE1030L3等条件允许时也可以考虑点胶工艺来避免塑封应力造成的参数偏移,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,塑封料和导电胶的选择（240度回流焊）,1.SOP（150MIL）系列：A)对基岛80MIL*80MIL的产品,塑封料选择:EME6600CS(粘结强度和抗弯强度高)C)ESOP8采用的塑封料：EME6600CR、GE1030L3(粘结强度高,推荐)2.SOP（229300MIL）系列：A)塑封料为KL4500-1、MP8000AN、MP8000AN-DB)HSOP塑封料为：KL4500-HT常用的导电胶为DAD90，对RDSON有要求的CMOS产品，建议WAFER磨至200250UM后背银，导电胶采用84-1(23豪欧),也可以考虑8352L(0.3豪欧左右)来达到更小的RDSON对CMOS芯片例如9926等产品的封装,如果铝层表面比较薄或者比较软时,建议可以使用EME6600CR或者MP8000CH4来封装产品,避免使用有小的球形硅的塑封料,这样可以防止铝层压伤,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,塑封料和导电胶的选择（240度回流焊）,1.SSOP系列：A)SSOP（150MIL）的产品,塑封料为GE1030L3B)其它采用的塑封料：MP8000CH4、GE1030L3常用的导电胶为DAD902.TSSOP8A)塑封料为：SL7300JC2MP8000CH4对CMOS芯片例如9926等产品的封装,如果铝层表面比较薄或者比较软时,建议可以使用MP8000CH4来封装产品,避免使用有小的球形硅的塑封料(如SL7300JC2,GE1030L3,GE7470GA4等),这样可以防止铝层压伤,但是可靠性如防湿等级和抗高温性能会有下降常用的导电胶为DAD90，对RDSON有要求的CMOS产品，建议WAFER磨至200250UM后背银，导电胶采用84-1,8352L,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,塑封料和导电胶的选择（240度回流焊）,1.PQFP系列：A)PQFP44（1010X2.1),塑封料为KL4500-1、MP8000CH4B)PQFP64L(14142.0),塑封料为MP8000CH4、EME6600HRC)PQFP100L(14202.75),塑封料为MP8000CH4、KL6800等D)PQFP128L(14202.75),塑封料为MP8000CH4、KL6800等常用的导电胶为8360对PQFP100L/128L金线比较密集的产品,位防止产品冲线碰线,建议采用低冲线率的塑封料(例如GE7470GA4等),通过试验来验证金线直径选择与其匹配,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,塑封料和导电胶的选择（240度回流焊）,1.LQFP系列：A)LQFP32486480塑封料为MP8000CH4、EME6600HRB)LQFP100128L(14141.4),塑封料为EME6600HR、MP8000CH4常用的导电胶为8360对LQFP100L/128L金线比较密集的产品,位防止产品冲线碰线,建议采用低冲线率的塑封料(例如GE7470GA4等),通过试验来验证金线直径选择与其匹配,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,塑封料和导电胶的选择（240度回流焊）,1.TO系列：A)TO251TO252塑封料为GE1030L3,常用的导电胶为DAD87B)TO220TO263塑封料为MP8000AN-D,常用的导电胶为DAD87为何不使用DAD90呢?因为DAD90导热系数为2.9W/M.K而DAD87导热系数为14.58W/M.K,几乎接近锡铅焊料导热系数的一半,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,塑封料和导电胶的选择（240度回流焊）,1.SOT系列：A)SOT89塑封料为EME6600HG,常用的导电胶为DAD90B)SOT223塑封料为SL7300SPM、GE1030L3,常用的导电胶为DAD90C）SOT23-5-6L塑封料为EME6710S、GE1030L3,常用的导电胶为DAD90、84-1EME6710S、EME6600HG、GE1030L-3为低应力塑封料，Vout中测试值与封测值降在7.5mv左右，具体要根据具体的品种试验来定出最佳Vout中测试值。但是EME6710S吸水率很高，粘结强度不是很高，所以产品特别要注意防湿。,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,塑封料和导电胶的选择（240度回流焊）,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,对于TO263、SOT89、SOT223、SOT23产品，若客户要求使用不导电胶，则使用84-3J，一般不使用84-3原因是：84-3J不导胶中有保证芯片和基岛不接触的大直径弹性颗粒,塑封料和导电胶的选择（260度回流焊）,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,封装限用物质要求,目前主要有两个主流标准：1。ROHS指令公司对外标准，一般按欧盟ROHS指令执行。2。SONY标准客户指定要求符合SONY标准时公司按照客户要求执行，SONY标准比ROHS标准要严格得多，相应材料供应商是SONY认证供应商。,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,封装限用物质要求,RoHS限制的主要下列有害的物质铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、六价铬(Cr)、多溴联苯(PBB)、多溴联苯醚(PBDE)前四项是重金属，后面两项是有机化合物,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,封装限用物质要求,欧盟委员会2002/95/EC指令中只说应建立最大允许含量值；另外根据不同会员国的立法，要求也会不同欧盟委员会于2005/8/18通过了2005/618/EC指令，确定了各项的最低标准：铅、汞、六价铬、多溴联苯和多溴联苯醚在均匀物质中的最大限量为0.1%，镉为0.01%。,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,封装限用物质要求-华天科技目前能力,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,1.目前天水华天所有封装均可以符合“RoHS”要求。(SGS报告合格)2.目前天水华天可以按照客户要求提供符合“SONY”要求的封装。(采用无铅管脚电镀和不含PBB/PBDE的绿色环保模塑料和绿色环保银浆料，封装价格估计上升1050%),封装限用物质要求华天科技控制措施,1.每年给客户提供一次所有封装形式的SGS报告2.原材料变更时通知客户并提供相应的有害物质认证资料；产品SGS报告3.原材料有SGS、MSDS报告的才可以通过品管检验4.合格供应商必须是签定不使用有害化学物质的协议书和能按时按要求提供关于材料成分与有害物质认证报告的5.对锡球、甲基磺酸、甲基磺酸锡进料检验检测铅的含量6.根据年度供应商稽核计划对供应商进行环境物质管理方面的稽核7.发现环境限用物质异常时，第一时间报告管理者代表，按照严格的围堵、追溯程序来处理，并通知相应客户8.制造部门严格按照绿色环保封装控制作业指导书作业，严格防止用错材料、混管、材料污染等。,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,封装限用物质要求,包装材料例如塑料管(Tube)，目前市场上廉价的聚氯乙烯PVC塑料管不环保，也要请客户明确要求，如果要环保塑料管包装成本也可能上升。华天科技目前对环保要求的承诺仅针对集成电路产品本身松下公司明确2005年9月底以后不再接受PVC塑料管因此包装有“普通（传统）包装”和“环保包装”之分目前包装材料SONY标准仅控制镉/铅/汞/六价铬总和100ppm其中必须保证Cd5ppm,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,260度回流焊曲线,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,240度回流焊曲线,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,低温焊料Sn/Ag3.0/Cu0.5,Sn/Ag3.0/Cu0.5合金性能：溶解温度：固相线217/液相线220；成本：0.10美元/cm3与Sn/Cu焊料价格比：2.7机械强度：48kg/mm2延伸率：75湿润性：良由Sn/Ag/Cu合金性能可知：焊料合金熔融温度比原Sn/Pb合金高出36回流焊注意事项:1.预热区升温速度要尽量慢一些（选择数值23/s），以便控制由焊膏的塌边而造成焊点的桥接、焊锡球等。2.预热要求必须在（4590sec、120160）范围内，以控制由PCB基板的温差及焊剂性能变化等因素而发生回流焊时的不良。3.焊接的最高温度在230以上，保持2030sec，以保证焊接的湿润性。冷却速度选择-4/s,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,焊料厂家推荐的Sn/Ag3.0/Cu0.5回流焊曲线,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,金线熔断电流,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,金线最大的恒定工作电流(A),TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,左表已经考虑金线制造过程正常的误差、电源电压的波动、短时间的浪涌电流等因素,键合后金线的电感和电阻,键合金丝在自由空间的电感量L和电阻R：对金线来来讲RS=0.03金丝引线的直径为25.4m，长度在1.022.03mm之间,计算所得其电感值在0.731.73nH,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,热阻的定义,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,R=L/（K*A）单位是/WK为材料热导率，单位是W/（m*K)L为传热长度，A为传热面积,热阻的计算,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,热阻的计算,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,热阻的计算,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,塑封产品封装订单,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,LDO产品,对LDO的产品，芯片测试的输出电压VOUT分布曲线和封装后功能测试的输出电压VOUT分布曲线和料饼1的关系图如下：青色的曲线是芯片测试的输出电压VOUT分布曲线黑色的曲线是封测的料饼应力较小的输出电压VOUT分布曲线红色的曲线是封测的料饼应力较大的输出电压VOUT分布曲线料饼应力CTE1*弹性模量,不同的芯片对应不同的塑封料封装后电压的变化各不相同芯片表面的钝化层对芯片表面的保护也很重要.,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,现有产品产能,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,现有产品产能,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,现有产品产能,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,现有产品产能,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,QFN/DFN产品示意图,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,QFN28（5X5）产品外形图,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,QFN32（5X5）产品外形图,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,QFN40（6X6）产品外形图,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,QFN48（6X6）产品外形图,TotalCustomerSatisfaction,TianShuiHuaTianTechnologyCO.,LTD,QFN48（6X6）产品外形图(PUNTCH