陶瓷四邊無引線CQFN(Ceramic Quad Flat Non-leaded Package)型陶瓷封裝外殼產(chǎn)品與陶瓷無引線片式載體CLCC(Ceramic Leadless Chip Carriers)封裝相似的CQFN型封裝,由于其具有更優(yōu)的電性能、更高的功率密度和封裝密度、更高的可靠性,重量更輕,在高速、高頻AD/DA、DDS等電路中,也被應(yīng)用于聲表面波器件、射頻和微波等器件的封裝。

CQFN? 圖源自中航天成
1、CQFN型陶瓷封裝外殼具有高可靠優(yōu)勢
CQFN陶瓷封裝外殼產(chǎn)品具有體積小、導(dǎo)熱性好、密封性好、機(jī)械強(qiáng)度高、封裝可靠性高的特點(diǎn)。

CQFN典型結(jié)構(gòu) 圖源自無錫中微高科
CQFN封裝沒有傳統(tǒng)的引線結(jié)構(gòu),內(nèi)部焊盤與外導(dǎo)電焊盤之間的導(dǎo)電路徑短,自感系數(shù)和布線電阻很低,所以具有卓越的電性能。此外,熱沉焊盤直接焊接在電路板上,有利于熱量散發(fā)。由于體積小、重量輕、杰出的電性能和熱性能,該封裝特別適用于對尺寸、重量和性能都有要求的應(yīng)用,所以非常適合應(yīng)用在軍用和高可靠領(lǐng)域中高頻、高速LSI芯片封裝中。
采用CQFN封裝焊盤釬焊與電鍍加工工藝表面貼裝結(jié)構(gòu)外殼,且釬焊、電鍍簡便,使陶瓷CQFN封裝與塑料QFN封裝可以完全兼容,實(shí)現(xiàn)了無鉛封裝,也適應(yīng)有鉛組裝的高速集成電路封裝。

由于塑封QFN產(chǎn)品在封裝密性、內(nèi)部熱特性、貯存、應(yīng)用等可靠性方面存在較大的缺陷,所以,有的器件需要用陶封產(chǎn)品替代,其缺陷主要表現(xiàn)在:
(1)封裝氣密性缺陷:塑封半導(dǎo)體器件容易吸入潮氣;
(2)內(nèi)部熱特性受限:塑料、框架和芯片之間的熱膨脹系數(shù)不同;
(3)應(yīng)用受限:塑封產(chǎn)品為非氣密性封裝、導(dǎo)熱性差使得其無法應(yīng)用于大功率器件,在航空航天、空間應(yīng)用等方面受到極大限制。
陶瓷外殼生產(chǎn)工藝包括有流延、沖孔、填孔、印刷、層壓、熱切、燒結(jié)、電鍍等工序。其中CQFN產(chǎn)品涉及的關(guān)鍵工藝技術(shù)主要有:
(1)0.50mm姍小節(jié)距結(jié)構(gòu)沖孔、注漿工藝技術(shù);
(2)0.10細(xì)線條金屬化印刷工藝技術(shù);
(3)0.50mm小節(jié)距焊盤凸臺(tái)釬焊工藝技術(shù);
(4)0.50mm小節(jié)距產(chǎn)品電鍍工藝技術(shù)。

CQFN外殼結(jié)構(gòu)?圖源自福建閩航
為了更好地解決表貼器件散熱、焊料焊接檢查、清洗難等難題,保證整機(jī)用戶組裝絕緣性能好,不產(chǎn)生短路失效,提升集成電路組裝密度,產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新是關(guān)鍵。CQFN的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括密封區(qū)、內(nèi)鍵合指區(qū)、芯片安放區(qū)、金屬底板、引出端5部分。
文章引用:蔣長順.敖國軍.張嘉欣.張順亮.CQFN封裝可靠性研究
余詠梅.小節(jié)距高可靠CQFTN型陶瓷封裝外殼工藝技術(shù)
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)(艾邦陶瓷展):高可靠CQFN陶瓷封裝外殼優(yōu)勢與應(yīng)用一覽