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語音芯片封裝打線線材優缺點對比

金線,銀線,銀合金線,銅線,鋁線,區別,硬封裝SOP8貼片封裝和DIP8雙列直插封裝資料

金線,銀線,銀合金線,銅線,鋁線,區別:

深圳市環芯半導體有限公司主要封裝打線材料為銀合金線材料


金線:不用多做介紹,性能穩定,價格高,在高端封裝領域永遠都是主流,近年來已有被銅線所取代。

銀線:銀線比銅線好儲放(銅線須密封,且儲存期短,銀線不需密封, 儲存期可達6~12個月)
1、硬度較軟,機臺參數調整不是很大;
2、目前價格比金線低,比銅線高;具體報價目前還不十分明確。
3、打線時不用氣體保護;
4、因為較軟,墊片無需鋁層加厚;
5、適用于LED及IC,但是更適用于LED封裝上,根據銀所具有的金屬特性,應該會提高LED封裝的性能。

銅線:包括單晶銅線及鍍鈀銅線
1、硬度較大,機臺參數調節變化較大,要掌握的細則較多,工藝流程根據封裝形式可能會改變;
2、價格低,銅線據說價格中只有加工費,我相信加工費里面包括了原材料費用;價格優勢比較明顯。具體的成本節省要看綜合的UPH(產能)及良率論定,基本來講應用UPH會比金線下降15%,良率會下降,另外電耗能及設備損耗會增加,具體效益就要綜合考慮一下了。
3、打線時用到保護氣體,尤其是用到H2,增加了一定的危險性,但是應該不是多大的問題;
4、可能需要鋁層加厚;這又是一個材料成本考慮的問題。
5、對部分中低端封裝形式來說,應用銅線應該不是大問題,但是用到高端封裝來說,還未搜索到相關的實際應用資料,有待后續考查。

銀合金線:
在金線的基礎上摻雜大量銀以及保持IMC穩定的鈀,保證了在任何封裝形式上都能替代金線和銅線;
1、比較軟,機臺調整參數類似于金線,調整不大;
2、比金線價格低,比銅線價格高,具體成本節省優勢,同銅線分析,主要是看封裝形式及UPH。根據某A廠家提供的的資料,UPH大概比金線下降5%左右,具體數據有待進一步確定,如果確實是這個數據,應該比銅線的UPH好多了;良率相比較金線基本無變化。
3、有一定的氧化性。這是與銅線的同樣的缺點,都要用到保護氣體,但是好像只用到氮氣就可以。
4、因為比較軟,對墊片無限制;
5、適用于各種封裝形式,具體實例不明,有待進一步考查


鋁線: 多半用在功率型組件的封裝, 線徑較粗 有5mil ~ 20mil ,在 分立器件上因為功率的原因也會長期占據市場;比如濟南晶恒,規模也比較大,用鋁線效益也很好;

導電性優列次序:銀> 銅> 金> 鋁
導熱性優略次序:銀> 銅> 金> 鋁金線?
銀線:易打不粘,滑球,斷線
銅線:硬度大,易氧化,燒球易出現高爾夫球和球形狀不圓,通常要在焊線機臺上加裝95%氮加5%氫氣的氣槍
金線:三種線當中最好的一種,有良好的延展和斷裂特性,線弧較好,和CHIP的金焊墊和鋁焊墊都有良好的結合性。

各種封裝線材比較





種類
項目




金線
4N



金線
2N/3N



鋁線



銅線



銀線



導電性





金的90%



金的60%



第二



最佳



Bondability







只能Wedge Bond



需保護氣氛



和金相當



Reliability



佳優











強度









佳優



佳優



其他限制



高溫IMC問題



不適用高頻



>1.5 mil較普遍



表面氧化需特殊儲存



Fine Pitch不適合



Cost Ratio %



100



100



5~15



40~60



40~60

註: Cost Ratio以金為基準100%.含材料及Bonding Cost

金線和鋁線使用最普遍.

導電性優列次序: 銀> 銅> 金> 鋁

導熱性優略次序: 銀> 銅> 金> 鋁

銀線的優勢:
1. 銀對可見光的反射率高達90%,居金屬之冠,所以在LED應用有增光效果.
2. 銀對熱的反射或排除也居金屬之冠,因此可降低芯片溫度延長LED壽命.
3. 銀線的耐電流大于金和銅.(~105%)
4. 銀線比金線好管理(無形損耗降低)),銀線比銅線好儲放(銅線須密封,且儲存期 短)
5.
銅要加稀有氣體
氮氣,銀線不要。銀線直接調機臺參數就可以。
注意: 銀遇上硫化物ˋ臭氧ˋ氯化物會反黑.

銀不氧化,在乾凈的環境下可長保外表亮麗!

 

附上一些相關線材的鑒定方法:

1、純正的金線是由金純度為99.99%以上的材質拉絲而成,其中包含了微量的Ag/Cu/Si/Ca/Mg等微量元素。
銀線是純度銀99.99%以上的材質拉絲而成,也包含了其他微量元素。
但有的開發商為降低成本,研制出銅合金、金包銀合金線、銀合金線材來代替昂貴的金線。
2、鑒別LED金線是否純金方法:
(1)化學成分檢驗
方法一:EDS成分檢測
鑒定來料種類:金線、銀線、金包銀合金線、銅線、鋁線。
金線具有電導率大、導熱性好、耐腐蝕、韌性好、化學穩定性極好等優點,但金線的價格昂貴,導致封裝成本過高。在元素周期表中,過渡組金屬元素中金、銀、銅和鋁四種金屬元素具有較高的導電性能。很多LED廠商試圖開發諸如銅合金、金包銀合金線、銀合金線材來代替昂貴的金線。雖然這些替代方案在某些特性上優于金線,但是在化學穩定性方面卻差很多,比如銀線和金包銀合金線容易受到硫/氯/溴化腐蝕,銅線容易氧化。在類似于吸水透氣海綿的封裝硅膠來說,這些替代方案使鍵合絲易受到化學腐蝕,光源的可靠性降低,使用時間長了,LED燈珠容易斷線死燈。

方法二:ICP純度檢測

鑒定金線純度等級,確定添加的合金元素。
LED鍵合金線是由金純度為99.99%以上的材質拉絲而成,其中包含了微量的Ag/Cu/Si/Ca/Mg等微量元素。通過設計合理的合金組分,使金絲具有拉力和鍵合強度足夠高、成球性好、振動斷裂率低的優點。鍵合金絲大部分應為純度99.99%以上的高純合金絲,微量元素總量保持在0.01%以下,以保持金的特性。

(2)直徑偏差

1克金,可以拉制出長度26.37m、直徑50μm(2 mil)的金線,也可以拉制長度105.49m、直徑25μm(1 mil)的金線。如果打金線長度都是固定的,如果來料金線的直徑為原來的一半,那么對打的金線所測電阻為正常的四分之一。
金鑒檢測指出,對于供應商來說,金線直徑越細,成本越低,在售價不變的情況下,利潤越高。而對于使用金線的LED客戶來說,采購直徑上偷工減料的金線,會存在金線電阻升高,熔斷電流降低的風險,會大大降低LED光源的壽命。1.0 mil的金線壽命,必然比1.2 mil的金線要短,但是封裝廠的簡單檢測是測試不出來,在此金鑒可以提供金線直徑的來料檢測。

(3)表面質量檢驗

①絲材表面應無超過線徑5%的刻痕、凹坑、劃傷、裂紋、凸起、打折和其他降低器件使用壽命的缺陷。金線在拉制過程,絲材表面出現的表面缺陷,會導致電流密度加大,使損傷部位易被燒毀,同時抗機械應力的能力降低,造成內引線損傷處斷裂。
②金線表面應無油污、銹蝕、塵埃及其他粘附物,這些會降低金線與LED芯片之間、金線與支架之間的鍵合強度。

(4)力學性能檢測(拉斷負荷和延伸率)

能承受樹脂封裝時所產生的沖擊的良好金線必須具有規定的拉斷負荷和延伸率。同時,金線的破斷力和延伸率對引線鍵合的質量起關鍵作用,具有高的破斷率和延伸率的鍵合絲更利于鍵合。
太軟的金絲會導致以下不良:①拱絲下垂;②球形不穩定;③球頸部容易收縮;④金線易斷裂。
太硬的金絲會導致以下不良:①將芯片電極或外延打出坑洞;②金球頸部斷裂;③形成合金困難;④拱絲弧線控制困難。

 

封裝形式DIP8 / SOP8

 


AC3030_OTP30s硬封裝DIP8/SOP8圖片

 

 

如圖的AC3030-DIP8/SOP8 腳位資料

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

DIP8雙列直插封裝尺寸大小 (PDIP SIZE):
DIP8雙列直插封裝

SOP8貼片芯片封裝盡寸大小(SOP SIZE):

SOP8貼片芯片封裝盡寸大小(SOP SIZE):

 

 

相關資料:

DIP8腳語音芯片/直插八腳語音芯片

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