后摩尔时代：半导体封装材料发展走向何方？

3月15-16日，第19届中国半导体封装测试技术与市场年会于江苏成功召开。两天时间，各与会专家就芯片成品制造的创新与趋势、封装测试与设备、关键材料等当下热门问题，展开热烈讨论。

会上，中国半导体协会封装分会当值理事长郑力在《中国半导体测封产业现状与展望》演讲中提到：“半导体先进封装，或者说芯片产品制造，可能成为后摩尔时代的重要颠覆性技术之一，特别是后道成品制造在产业链中的地位愈发重要，有望成为集成电路产业新的制高点。” 而这也将深刻地改变集成电路产业链形态，并驱动芯片设计、晶圆制造、材料等产业链上下游共同发生革命性变化。材料作为半导体封装产业链中的关键一环，此次大会也特设《后尔摩时代的先进封装材料的创新与合作》专场研讨。会上，博威板带技术市场部高级经理——张敏带来了《高品质半导体引线框架铜合金》的主题演讲。

博威合金主题演讲博威合金关注到“尽管引线框架作为一种经典的封装方式，但技术上保持着持续不断地进步”。而这也正如清华大学教授、中国半导体行业协会集成电路设计分会理事长魏少军所言“后摩尔时代的创新，将在封装技术的创新”。“小型化”发展趋势，对封装要求更小、更轻、更薄，反映到引线框架材料上，要求材料厚度减薄、精度提高。与此同时，蚀刻工艺也被越来越多的应用到引线框架的生产中，这对材料研发制造提出挑战。
基于以上背景，博威合金进一步阐述了引线框架材料的发展趋势。

1引线框架材料发展趋势

a.冲压材料引线框架的封装密度急剧增加，在同一个片上，集合了越来越多的引线框架单元，而这给材料带来的变化：

精细的pitch针加工

封装密封增加，键合区域面积增加，要求更高级的铜带表面质量

片宽增加，需要材料具有优异的侧弯，来保证高速冲压工艺

优异的电镀性能

引线框架在封装的时候，起到键合丝从芯片把信号引到框架上的作用。那键合丝的直径通常在20-50微米。如果铜带表面或框架表面有凹坑、凸起缺陷，将直接影响键合的牢固程度。
而在表面质量这块，博威合金也标准化了引线框架应用方面的表面质量等级，分为LFX、LFQ、PSQ这三种，对材料最大粗糙度、平均粗糙度、以及材料表面凹陷及凸起个数等，有一套严格的要求规范。b.蚀刻框架材料

片宽越来越宽，对铜带的宽度尺寸可达300-450毫米

随着封装宽度增大，密度增加，键合区域更多，就需要更高级的铜带表面质量（也就是LFX等级）

优异的电镀性能

蚀刻加工后有一个半蚀刻工艺，要求蚀刻加工后有优异的平面度

通常，铜带的制造会导致铜带表层跟内部的应力分布不均匀。所以，当我们做半蚀刻，内应力的不均匀会导致翘片。这一点，博威通过采用特殊工艺，使得材料有优异的平整度和分布均匀的内应力。

2引线框架材料性能

蚀刻工艺IC框架材料性能

蚀刻加工性能，包括：半蚀刻、全蚀刻、带材侧弯、平面度、微观颗粒的尺寸等

电镀性能，易于电镀，电镀质量非常重要

表面形貌、表面缺陷

其他：导电率、中等屈服强度、折弯的成型性、材料的成本等

冲压工艺分立元器件框架材料性能

抗高温软化性能

合金热处理后，不可逆的伸长

电镀性能、塑料的粘附性

功率器件做异型材时，材料需满足易加工、高导电特性

表面形貌

3博威合金X引线框架材料选型

材料特征：高强度（片厚越来越薄）、抗高温软化、易于电镀、表面缺陷少、适用于蚀刻加工（内应力要小）

△冲压引线框架选材

boway 19400、boway 70250、boway 19210

△蚀刻引线框架选材boway 19400、boway 70250

△功率半导体、霍尔器件等分立元件选材boway 19210、boway 10100、boway 18070、boway 18090