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尽快正确地量测光电器件打包封装的引线翘边的步骤

快速准确地测量半导体封装的引线翘起的方法

近年来,在智能手机、平板电脑、可穿戴设备等不断向小型化、纤薄化方向发展、汽车通信和电子控制化应用增加的背景下,对于电子元件的封装质量和可靠性的要求越来越高。其中,半导体封装(引线框封装)的引脚发生翘起会导致连接不良、连接部强度下降,因此需要特别注意。
下面将解说引线框和🎉引线翘起相关基础知识、在引线翘起测量方面的课题、课题解决方法,以及可飞跃性地提升作业效率与ไ准确性的测量方法。

何谓引线框(引线)

“引线框(英语:lead frame)”是指,在IC、LSI等半导体封装中,在支撑和固定半导体芯片(半导体元件)的同时,通过从封装伸出的如同蜈蚣脚般的多个外部连接端子“外引线”连接外部配线的部件。
这种形态的半导体封装完成品也🔯称为“引线框封装”,从树脂露出的外引𓄧线也可简单地称为“引线”。引线框各部分名称和半导体封装内部结构如下图所示。

引线框(左)、半导体封装截面图(右)
引线框(左)、半导体封装截面图(右)
A
内引线
B
外引线
C
芯片焊盘
D
框(框架)部
E
连筋
F
半导体芯片(半导体元件)
G
电极片
H
树脂封装
I
接合线

引线框(引线)的材质、加工和用途

引线框(引线)一般使用Cu合金(铜合金)类材料和铁合金类材料等在导电度、机械强度、导热度、耐腐蚀性等方面出众的薄板。
将这些长薄板依次输送,实施精密冲压(冲裁、拉延、弯曲)加工。由此成型为支撑固定半导体芯片(半导体元件)的“芯片焊盘”、与半导体元件配线的“内引线”、连接外部配线的“外引线”等。除机械加工以外,引线框制造工序还有蚀刻、电镀等表面处理工序。
引线框不仅可用于IC、LSI等集成电路封装,还可用于离散半导体、光电耦合器、LED等。这些都采用引线接合,作为将🍎半导体元件各电极和内引线进行内部连接的方法。

引线翘起、连接不良等表面贴装中的不良与应对措施

近年来,随着封装电子元件小型化和电子电路高密度化,引线框及其连接要求具有更严格的精度。在表面贴装工序中,外引线的尺寸和形状、共面性的不良是造成封装时不良的原因。此外,因为引线表面处理不良、回流焊热量不足而导致的焊锡浆(焊锡膏)扩散(湿润)不足、因为回流焊条件不合适而造成的焊锡熔融不足、因为印刷电路板翘曲等各种条件而发生表面贴装元件(SMD)的“引线翘起”,这些造成了连接不良,降低接点强度。
下面是引线翘起等代表性封装不良的原因与应对措施的例子。

引线翘起(部件翘起)

引线翘起(部件翘起)
A
印刷电路板
B
接合焊盘
C
焊锡
D
引线(部件)翘起
  • 现象:外引线等电子部件端子上没有焊锡,呈向上翘起的状态。
  • 原因:焊锡印刷或部件的位置偏移、焊锡印刷量或熔融时间不均匀、引线等端子变形、装配机按压不足。
  • 应对措施:修正位置偏移、减少焊剂含量、检查和管理引线等端子形状、研究印刷条件、研究回流焊条件。

焊锡未熔融

焊锡未熔融
A
印刷电路板
B
接合焊盘
C
焊锡粉末残留
D
引线翘起
  • 现象:焊锡未充分熔融,有粉末残留。发生封装部件连接强度下降、引线翘起等情况。
  • 原因:回流焊条件不合适、焊锡浆劣化。
  • 应对措施:重新评估回流焊条件、确认和更改焊锡浆保管方法。

无焊锡

无焊锡
A
印刷电路板
B
接合焊盘
C
焊锡不足或不存在(引线连接不良)
  • 现象:接合焊盘上没有或极少焊锡。
  • 原因:焊锡浆印刷量不足、接合焊盘与引线表面状态和焊锡浆劣化导致润湿不足、回流焊时热量不足。
  • 应对措施:查看接合焊盘和引线的表面、印刷掩膜、焊锡浆的状态,重新评估回流焊条件。

焊锡扩散不足

焊锡扩散不足
A
印刷电路板
B
接合焊盘
C
焊锡(未润湿扩散)
D
引线
  • 现象:焊锡在接合焊盘或引线上未充分润湿扩散,发生连接部分强度下降、引线翘起等。
  • 原因:焊锡浆印刷量不足、接合焊盘、引线和焊锡浆劣化、热量不足。
  • 应对措施:查看接合焊盘和引线的表面、印刷掩膜、焊锡浆的状态,重新评估回流焊条件。

焊锡量不均匀

焊锡量不均匀
A
印刷电路板
B
接合焊盘
C
焊锡(量不均匀、高度不均匀)
  • 现象:焊接部的焊锡量不固定。造成引线翘起、连接不良。
  • 原因:焊锡浆的印刷性(穿过性)低、印刷条件不合适。
  • 应对措施:研究焊锡浆和印刷条件。

引线翘起测量的课题

每个已封装的半导体封装里都有很多引线,要确认引线的连接状态并不容易。尤其是在电子部件小型化、封装印刷电路板高密度化的背景下,测量难度不断增大。
在使用高度尺规和三坐标测量仪测量引线翘起(高度)时,存在以下课题。

使用高度尺规测量引线翘起的课题

使用高度尺规测量引线翘起的课题

通过搭配使用千分表,高度尺规可以进行高度的测量。
测量仅限于点,为了提升精度,需花费时间测量多点。但是,即使花费大量时♊间测量多点,也难以掌握面的整体状态。

另外,量测高强度打印电子元件板芯片封装中的半导体材料轴类零件的引线时,都不易沾染到瓣膜反流部位的微小处通过量测。且,量测毕竟的因人偏离、量测仪客观实在的精确测量误差都将使得没有可靠地已完成量测。

使用三坐标测量仪测量引线翘起的课题

使用三坐标测量仪测量引线翘起的课题

如要使用三坐标测量仪测量,必须使探头前端的接触件接触目标物测量位置上的多个部位。
但是,印刷电路板和部件因为接触件的测量压力而发生微小弯曲时,会产生测量值偏差。

除外,半导体器件打包封装的引线一些很大,不得不前提精密模具地撰写检测仪的方式。基于引线联系一些的差异大小和系统配置,很多时候检测自身就相当很难。

引线翘起的课题解决方法

相对于立体化的对方物和待測量面,施用的了解式測量仪需以点为工作单位进行了解,故此測量相当的历时。不但,还会出现由人引致的较差等引致測量值稳定稳定较低、指数值的数据建模等后面治理 不妥的研究课题。

为解决这些测量课题,基恩士开发了3D轮廓测量仪“VR系列”。
以非接触的方式,以面为单位来准确捕捉目标物的3D形状。此外,最快1秒完成载物台上目标物的3D扫描,高精度地测量三维形状。因此,测量结果不会产生偏差,可瞬间实施定量𝔍测量。下面具体介绍这些优点。

优点1:最快1秒。用“面”一并取得目标物整体的3D形状。

“VR系列"可在1秒内取得面的数据(一键80万点数据),飞跃性地缩短了因多点测量而耗费的时间。准确测量目标物整体的3D形状,并快速完成评估。
此外,还可以通过彩色图将多条引线的高度差异进行可视化,使操作人员一眼掌握哪根引线🃏以什么数值翘起。而且只要扫描过一次,之后就能取得各个部位的轮廓ꦛ数据,因此可掌握详细状态。

引线翘起的批量测量和彩色图显示及轮廓测量
引线翘起的批量测量和彩色图显示及轮廓测量

优点2:微小的目标物也能轻松实现定量测量

优点2:微小的目标物也能轻松实现定量测量
可就能低倍数/高倍数照像机,半导体材料铝件引线等小方向物整体风格和要点均能准确度进行3D扫描器。

此外,将目标物放置到载物台上,通过只需按下按钮的简单操作,即可测量3D形状。根据目标物的特征数据自动完成位置补正,因此无需严格的定位。无需经验和知识即可定量测量,不会产生人为偏差,因此可增加测量数。
还配备了“Smart Measurement功能”,设定时能自动设定测量范围和移动�✤�载物台,免去了设定测量长度和Z范围等麻烦。

总结:飞跃性地提升棘手的引线翘起测量的速度和精度

选取“VR类别”,可能够高速的3D扫描拍摄,以非碰触的措施短时间内、准确无误地衡量引线翘边、各个部位件封装类型状况等面整体性的3D形壮。
  • 最快1秒。以面为单位、用彩色图了解多根引线的翘起(高度),可通过各截面的轮廓测量,取得详细数据。
  • 小型、精密的封装部件的整体和细节也能利用倍率切换,以非接触方式高精度地进行形状测量。
  • 无需定位。无需经验和知识。只需将目标物放置到载物台上并按下按钮的简单操作,即可完成测量。
  • 可用彩色图显示3D形状。可将一目了然的数据进行共享,顺利实现合作并采取措施。
  • 轻松实现多个测量数据的定量比较和分析。
可将各个測量统计资料分折排顺相对,并经过控制在的快速适用来分折统计资料分折。共享服务3D外形统计资料分折,从測量课外作业到不恰当的分折及不恰当的预防处理,飞速性地降低了工作上时刻,不断提升了使用率。
tcm:115-2013027-64