【锡峰会】电子产品面临诸多挑战 电子封装成制

浏览量: 来源:国王期货 日期:2018-08-31 

  8月31日讯:2018年8月30-31日,由上海有色网()主办、千岛锡品独家冠名、云南锡业特邀协办的2018(第八届)锡财产链高峰论坛上,工业和消息化部电子第五研究所(中国赛宝尝试室)靠得住性研究阐发核心肖慧博士引见了锡及锡合金在电子封装中的使用及其靠得住性相关问题。

  工业和消息化部电子第五研究所(中国赛宝尝试室)靠得住性研究阐发核心 肖慧博士

  肖慧暗示,广义的电子制造包罗电子产物从市场阐发、运营决策、工程设想、加工拆卸、质量节制、发卖运输直至售后办事的全过程,而狭义的电子制造是指电子产物从原料(如硅片)起头到产物系统的物理实现过程。

  电子产物的物理实现过程:

  电子产物大致可分成四个品级,别离是:

  电子制造包罗半导体系体例造和电子封装与拆卸晶片的制造称为半导体系体例造电子封装与拆卸指的足从电路设想的完成起头,将裸芯片、陶瓷、金属、无机物等物质制造(封装)成芯片、元件、板卡、电路板,最终拆卸成电子产物的蔡个过程。

  跟着半导体工业的飞速成长,电子制造财产曾经逐步演变为设想、制造和封装三个相对独立的产物封装财产则次要由设想和制造财产来驱动。与前两者比拟,电子封装范畴广,带动的纂础财产更多。电子封装己经成为整个电子制造财产的瓶颈,从某种意义上讲,电子消息财产的合作次要体此刻电子封装上。

  然而,电子产物也面对很多挑战。

  锡具有熔点低、展性强、塑性强、无毒等优良特征,普遍使用于电子、消息、化工、冶金、航天等范畴。 国际锡业协会( ITRI )数据显示, 2017 年全球精锡消费量为 35 . 5 万吨,锡下流消费布局以锡焊料和锡化工为主,此中锡焊料约占比 50 %。

  锡及锡合金在电子行业中具有的形式包罗:焊料、PCB镀层、元器件引脚及镀层、焊点、镀锡铜线等。

  肖慧暗示,在绝缘基材上,按预定的设想,用印制的方式获得的导电图形,它包罗印制线路和印制元件或者两者连系的电路。完成了印制电路和印制线路工艺加工的基板通称为印制电路板(PrintedCircuitBoard缩写:PCB)印制电路板所有流程中的各道工序都是环绕线路图形的制造而展开的,而制造线路图形的环节工序是电镀。

  使用减成法制造双层PCB(全板电镀工艺):

  PCB次要的概况涂(镀)层:热风整平(HASL),俗称喷锡化学镍金(ENIG)、化学镍钯金(ENEPIG)、无机助焊庇护膜(OSP)#路化学沉银(IAg)、化学沉锡(ISn)、电镀镍金。

  元器件引脚镀层使用中引脚常用材料:

  引线框架,供给电路毗连和Die的固定感化;次要材料为铜,会在上面进行镀银、NiPdAu等材料;L/F的制程有Etch和Stamp两种;其特点易氧化,存放于氮气柜中,湿度小于40%RH;除了BGA和CSP外,其他Package城市采用LeadFrame,BGA采用的是Substrate。

  而电镀,操纵金属和化学的方式,在Leadframe的概况镀上一层镀层,以防止外界情况的影响(潮湿和热)。而且使元器件在PCB板上容易焊接及提高导电性。电镀一般有两品种型:Pb-Free:无铅电镀,采用的是>99.95%的高纯度的锡(Tin),为目前遍及采用的手艺,合适Rohs的要求;Tin路Lead:铅锡合金。Tin占85%,Lead占15%,因为不合适Rohs,目前根基被裁减。

  晶须,又叫Whisker,是指锡在长时间的潮湿情况和温度变化情况下发展出的一种须状晶休,可能导致产物引脚的短路。

  目标:让无铅电镀后的产物在髙温下烘烤一段时间,目标在于消弭电镀层潜在的晶老生长(WhiskerGrowth)的问题;

  前提:150+/-5C; 2Hrs;

  锡老生长模子:

  重结晶模子,认为锡须是从重结晶的晶粒上发展出来的。

  金属间化合物模子,认为在基体与镀层之间的连系处发生某种金属间化合物(如 Cu6Sn5),因为金属间化合物的构成使得镀层中发生压应力,从而惹起了锡须的发展等。

  镀层概况氧化物的构成及缺陷。

  镀层与金属之间热膨胀系数不婚配。

  基体金属原子扩散等

  跟着人类环保意U!加强以及列国当局无铅法案的推出,电子行业焊料无铅化己成为可逆转的趋向,无铅焊料要替代保守锡铅共晶焊料,成为支流焊料。

  无铅焊料的温度范畴:恰当的熔点温度——工艺与材料靠得住性的要求

  无铅焊料的演变:

  电子行业风行的无铅焊料:目前业界尺度合金——无铅SAC305,有铅SnPb63/37

  无铅焊料的评估方式:电子拆卸导入新型无铅焊料需要根基的评估

  1) 化学成分,乜拈合佥与杂质元紊的阐发

  2) 物理机能,密度、硬度、熔点1 液相线和固相线)、润湿性、扩展 率、电导率、导热系数、热膨胀系数、延展性

  3) 机械力学机能:抗拉强度、剪切强度、弹性模M、应力应变、蝶 变、热机委靡机能

  4) 工艺机能 Concerns in the process润湿忡(扩展率),锡濟生成速度,溶铜速度,可维护性 丨:艺研允(M流焊、波峰焊、手工焊、返修)

  5) 焊点靠得住性 Reliability of Solder joints金相组织不变性、焊点强度、热委靡寿命(温度冲击与温度轮回) 、机械委靡斿命(振动、跌落)、耐侵蚀性、其它(锡须、锡役)

  (注:成熟的无铅焊料则选环节目标进行核实)

  锡焊料机能与尺度:

  焊接过程的靠得住性物理:

  焊接工艺制程不妥,会带来诸多质量缺陷及靠得住性风险。

  波峰焊常见工艺缺陷及影响要素:

  回流焊常见工艺缺陷及影响要素:

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