杰尔系统突破性封装新材料克服无铅障碍
杰尔系统((杰尔系统Systems, NYSE: AGR.A, AGR.B)日前宣布,该公司的工程师已经找到了半导体封装材料成分的新组合,使半导体行业能够成功地实现无铅封装。该公司创新的方法可在封装过程中去除铅,并消除了在推出无铅封装产品时存在的潜在缺陷。
杰尔系统的半导体封装新技术可提高芯片的可靠性和性能,并完全去除目前在芯片中广泛使用的有害成分-铅。虽然欧盟强制使用无铅半导体封装至今仅有一年的时间,但这项限制未来将会被推广至全世界的每种半导体封装,这将影响到总市值达1660亿美元的半导体产业中之数万亿颗芯片。每家制造或使用芯片的电子产品厂商都正努力寻找适合的的材料组合,以使其产品能销售至欧洲以及其它制定类似法律的国家。杰尔系统此项研究成果即解决了工艺变更中时遇到的各种潜在问题。
与业界大多数厂商一样,杰尔系统致力于研究正确的封装材料组合,希望借此制造出可靠的无铅产品。杰尔系统的发现主要归功于其在出货前评估产品品质时,充分考虑到了客户的需求。
目前,大多数芯片封装都会在铜金属上覆盖一层锡与铅材料。在封装行业向无铅封装转移时时,许多封装将仅在铜表面覆上一层锡,并且通过电子设备制造商以远高于封装内部铅材料熔点的温度下进行生产。杰尔系统的研究成果显示：铜上覆锡的封装能通过现今许多专为含铅组件所制定之产业标准测试。然而,当以客户的角度来使用这些组件时,杰尔系统发现在量产铜上覆锡的封装时会形成“锡须”,从而导致电子短路或断线,并造成其它系统错误。
JEDEC固态科技协会的三项测试加上美国国家电子制造业创进会（MEMI, National Electronics Manufacturing Initiative）的技术指南,能更有效率地过滤出锡须。在三项测试中有两项测试显示出,在铜上覆雾锡(matte-tin)与铜上覆镍底雾锡(nickel undercoated matte-tin)这两种材料组合之间并没有明显的不同。杰尔系统的第三项测试结果则显示在铜与锡层之间加入一层镍,在客户的现实生产环境中将产生大幅改进的效果。
“锡须”问题
杰尔系统在生产无铅封装时,曾运用不同的镀锡工艺来评估多种半导体封装技术。杰尔系统发现以锡取代铅作为金属电镀材料时,在经过无铅组装制程后在半导体封装上会长成“锡须”。由于锡须的长度足以造成短路,并导致电子系统产生故障,进而演变成一项严重的问题。为解决这项问题,杰尔系统在锡与铜组件层之间加入一层镍,结果发现能抑制锡须的成长。杰尔系统已将这方面的研究结果整理成一份白皮书,发表正在公司网站上().
