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语音芯片封装打线线材优缺点对比

金线,银线,银合金线,铜线,铝线,区别,硬封装SOP8贴片封装和DIP8双列直插封装资料

金线,银线,银合金线,铜线,铝线,区别:

深圳市环芯半导体有限公司主要封装打线材料为银合金线材料


金线:不用多做介绍,性能稳定,价格高,在高端封装领域永远都是主流,近年来已有被铜线所取代。

银线:银线比铜线好储放(铜线须密封,且储存期短,银线不需密封, 储存期可达6~12个月)
1、硬度较软,机台参数调整不是很大;
2、目前价格比金线低,比铜线高;具体报价目前还不十分明确。
3、打线时不用气体保护;
4、因为较软,垫片无需铝层加厚;
5、适用于LED及IC,但是更适用于LED封装上,根据银所具有的金属特性,应该会提高LED封装的性能。

铜线:包括单晶铜线及镀钯铜线
1、硬度较大,机台参数调节变化较大,要掌握的细则较多,工艺流程根据封装形式可能会改变;
2、价格低,铜线据说价格中只有加工费,我相信加工费里面包括了原材料费用;价格优势比较明显。具体的成本节省要看综合的UPH(产能)及良率论定,基本来讲应用UPH会比金线下降15%,良率会下降,另外电耗能及设备损耗会增加,具体效益就要综合考虑一下了。
3、打线时用到保护气体,尤其是用到H2,增加了一定的危险性,但是应该不是多大的问题;
4、可能需要铝层加厚;这又是一个材料成本考虑的问题。
5、对部分中低端封装形式来说,应用铜线应该不是大问题,但是用到高端封装来说,还未搜索到相关的实际应用资料,有待后续考查。

银合金线:
在金线的基础上掺杂大量银以及保持IMC稳定的钯,保证了在任何封装形式上都能替代金线和铜线;
1、比较软,机台调整参数类似于金线,调整不大;
2、比金线价格低,比铜线价格高,具体成本节省优势,同铜线分析,主要是看封装形式及UPH。根据某A厂家提供的的资料,UPH大概比金线下降5%左右,具体数据有待进一步确定,如果确实是这个数据,应该比铜线的UPH好多了;良率相比较金线基本无变化。
3、有一定的氧化性。这是与铜线的同样的缺点,都要用到保护气体,但是好像只用到氮气就可以。
4、因为比较软,对垫片无限制;
5、适用于各种封装形式,具体实例不明,有待进一步考查


铝线: 多半用在功率型组件的封装, 线径较粗 有5mil ~ 20mil ,在 分立器件上因为功率的原因也会长期占据市场;比如济南晶恒,规模也比较大,用铝线效益也很好;

导电性优列次序:银> 铜> 金> 铝
导热性优略次序:银> 铜> 金> 铝金线?
银线:易打不粘,滑球,断线
铜线:硬度大,易氧化,烧球易出现高尔夫球和球形状不圆,通常要在焊线机台上加装95%氮加5%氢气的气枪
金线:三种线当中最好的一种,有良好的延展和断裂特性,线弧较好,和CHIP的金焊垫和铝焊垫都有良好的结合性。

各种封装线材比较





种类
项目




金线
4N



金线
2N/3N



铝线



铜线



银线



导电性





金的90%



金的60%



第二



最佳



Bondability







只能Wedge Bond



需保护气氛



和金相当



Reliability



佳优











强度









佳优



佳优



其他限制



高温IMC问题



不适用高频



>1.5 mil较普遍



表面氧化需特殊储存



Fine Pitch不适合



Cost Ratio %



100



100



5~15



40~60



40~60

註: Cost Ratio以金为基準100%.含材料及Bonding Cost

金线和铝线使用最普遍.

导电性优列次序: 银> 铜> 金> 铝

导热性优略次序: 银> 铜> 金> 铝

银线的优势:
1. 银对可见光的反射率高达90%,居金属之冠,所以在LED应用有增光效果.
2. 银对热的反射或排除也居金属之冠,因此可降低芯片温度延长LED寿命.
3. 银线的耐电流大于金和铜.(~105%)
4. 银线比金线好管理(无形损耗降低)),银线比铜线好储放(铜线须密封,且储存期 短)
5.
铜要加稀有气体
氮气,银线不要。银线直接调机台参数就可以。
注意: 银遇上硫化物ˋ臭氧ˋ氯化物会反黑.

银不氧化,在乾净的环境下可长保外表亮丽!

 

附上一些相关线材的鉴定方法:

1、纯正的金线是由金纯度为99.99%以上的材质拉丝而成,其中包含了微量的Ag/Cu/Si/Ca/Mg等微量元素。
银线是纯度银99.99%以上的材质拉丝而成,也包含了其他微量元素。
但有的开发商为降低成本,研制出铜合金、金包银合金线、银合金线材来代替昂贵的金线。
2、鉴别LED金线是否纯金方法:
(1)化学成分检验
方法一:EDS成分检测
鉴定来料种类:金线、银线、金包银合金线、铜线、铝线。
金线具有电导率大、导热性好、耐腐蚀、韧性好、化学稳定性极好等优点,但金线的价格昂贵,导致封装成本过高。在元素周期表中,过渡组金属元素中金、银、铜和铝四种金属元素具有较高的导电性能。很多LED厂商试图开发诸如铜合金、金包银合金线、银合金线材来代替昂贵的金线。虽然这些替代方案在某些特性上优于金线,但是在化学稳定性方面却差很多,比如银线和金包银合金线容易受到硫/氯/溴化腐蚀,铜线容易氧化。在类似于吸水透气海绵的封装硅胶来说,这些替代方案使键合丝易受到化学腐蚀,光源的可靠性降低,使用时间长了,LED灯珠容易断线死灯。

方法二:ICP纯度检测

鉴定金线纯度等级,确定添加的合金元素。
LED键合金线是由金纯度为99.99%以上的材质拉丝而成,其中包含了微量的Ag/Cu/Si/Ca/Mg等微量元素。通过设计合理的合金组分,使金丝具有拉力和键合强度足够高、成球性好、振动断裂率低的优点。键合金丝大部分应为纯度99.99%以上的高纯合金丝,微量元素总量保持在0.01%以下,以保持金的特性。

(2)直径偏差

1克金,可以拉制出长度26.37m、直径50μm(2 mil)的金线,也可以拉制长度105.49m、直径25μm(1 mil)的金线。如果打金线长度都是固定的,如果来料金线的直径为原来的一半,那么对打的金线所测电阻为正常的四分之一。
金鉴检测指出,对于供应商来说,金线直径越细,成本越低,在售价不变的情况下,利润越高。而对于使用金线的LED客户来说,采购直径上偷工减料的金线,会存在金线电阻升高,熔断电流降低的风险,会大大降低LED光源的寿命。1.0 mil的金线寿命,必然比1.2 mil的金线要短,但是封装厂的简单检测是测试不出来,在此金鉴可以提供金线直径的来料检测。

(3)表面质量检验

①丝材表面应无超过线径5%的刻痕、凹坑、划伤、裂纹、凸起、打折和其他降低器件使用寿命的缺陷。金线在拉制过程,丝材表面出现的表面缺陷,会导致电流密度加大,使损伤部位易被烧毁,同时抗机械应力的能力降低,造成内引线损伤处断裂。
②金线表面应无油污、锈蚀、尘埃及其他粘附物,这些会降低金线与LED芯片之间、金线与支架之间的键合强度。

(4)力学性能检测(拉断负荷和延伸率)

能承受树脂封装时所产生的冲击的良好金线必须具有规定的拉断负荷和延伸率。同时,金线的破断力和延伸率对引线键合的质量起关键作用,具有高的破断率和延伸率的键合丝更利于键合。
太软的金丝会导致以下不良:①拱丝下垂;②球形不稳定;③球颈部容易收缩;④金线易断裂。
太硬的金丝会导致以下不良:①将芯片电极或外延打出坑洞;②金球颈部断裂;③形成合金困难;④拱丝弧线控制困难。

 

封装形式DIP8 / SOP8

 


AC3030_OTP30s硬封装DIP8/SOP8图片

 

 

如图的AC3030-DIP8/SOP8 脚位资料

PIN
NAME
1
VDD5
2
PWM2
3
PWM1
4
VDD
5
VSS
6
IO1
7
Ka1
8
IO2

DIP8双列直插封装尺寸大小 (PDIP SIZE):
DIP8双列直插封装

SOP8贴片芯片封装尽寸大小(SOP SIZE):

SOP8贴片芯片封装尽寸大小(SOP SIZE):

 

 

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