ExposedPad TQFP For AEC-Q006 Grade 0合格

2021年8月19日 半导体的故事 by Yoshio松田
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用于各种车辆应用的半导体封装要求高可靠性. 随着汽车市场技术创新的增加, 在自动驾驶应用中,对高可靠性包装的需求正在增加, 人类的接口, 电动车(电动车), 混合动力电动汽车(hev)等. 包装的可靠性至关重要,因为汽车包装必须通过广泛的安全测试.

AEC-Q006暴露垫TQFP 0级测试的挑战

半导体包 由几种材料组成, 每个都有不同的属性, 例如不同的热膨胀系数(CTE). 产生的应力的确切位置取决于半导体封装的结构. 由于这些不同的特性, 通过极端的测试, 例如来自汽车电子委员会(AEC)的产品,具体达到AEC- q006 0级(G0), 对半导体制造商来说是一项艰巨的任务吗. 非外露的薄型四方平板套装(TQFP)已达到AEC-Q006 G0, 但ExposedPad TQFP需要许多优化,因为封装结构的内部应力较高.

的 ExposedPad TQFP 在封装的背面有一个暴露的模板/散热器(见图1和图2). 与未暴露的TQFP相比, 它具有优异的热特性, 是什么使它适合于高功耗的产品. 它被用于微处理器, 专用集成电路(asic), 片上系统(SoC)产品, 和更多的.

公司ExposedPad TQFP无花果. 1: 一个14 × 14毫米外露pad TQFP的包装轮廓.

 

exposed dpad TQFP截面
无花果. 2: ExposedPad TQFP的横截面.

ExposedPad TQFP的标准材料是点银(Ag)镀铜(Cu)引线框(LF), 银(Ag)粘贴模贴, 铜(铜)线 互连 和用于封装的环氧树脂模料(EMC). 模具材料通常是硅(Si).

不同类型的材料要求彼此之间具有很强的附着力和连接性,以经得起严酷的环境可靠性测试,并通过an的安全标准 汽车 组件.

通常情况下,产品之后就会失败 可靠性测试 EMC与各种材料之间的分层,以及线扣的搭接垫侧的搭接(见图3).


图3. Example of failure modes: (L) Delamination LF and EMC; (R) Open fail at ball bond.

汽车电子委员会的主要标准

AEC标准是封装集成电路的基于失效机制的应力测试资格. AEC-Q100提供了汽车半导体封装的认证标准. 此外,AEC-Q006是使用铜线的半导体封装的附加标准. 满足AEC-Q006 G0要求, 进行了三次主要的内部鉴定测试(见图4).


无花果. 4: AEC-Q006 G0的三大标准包括:水分敏感性3级(MSL3), 高加速压力测试, 高温存储(HTS)和温度循环测试(TCT).

实现高可靠性的重要性

要通过AEC-Q006的极端应力测试,需要特别注意敏感的包装区域, 包括:

  • 选择合适的铜线材料和EMC
  • 引线架表面处理,提高与EMC的附着力
  • 阻碍粘接的镀银区域的优化设计
  • 优化的球键合形状

根据以往的经验/知识和新的设计实验(DOE)的结果, 确定了优化设计和物料清单(BOM). 这使得非常多用途的14 x 14 mm ExposedPad TQFP能够实现AEC-Q006 G0认证(见图5)。.


无花果. 5: AEC-Q006 G0认证的可靠性测试结果.

结论

与优化的包装设计和BOM, 鼎博体育能够通过AEC-Q006 G0与14 × 14 mm exposed dpad TQFP的极限测试. 这些测试结果提供了信心,这一极其多功能的包将满足汽车制造商的高要求. 下一个开发目标是确认更大的体尺寸暴露dpad TQFPs.

关于作者

Yoshio松田是鼎博体育 技术电线连接和电源包开发的高级经理. 他于2018年加入鼎博体育,目前负责汽车包装开发. 在加入R之前&在D团队中,他在日本鼎博体育技术公司工作了两年,负责包装设计. 他拥有超过25年的引线框/层压板封装设计和开发经验.