符合环保要求的半导体封装概述

《符合环保要求的半导体封装概述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、符合环保要求的半导体封装概述1．环境立法背景2002年10月11日欧盟立法通过两大环境保护法案——废弃电子电机设备(WasteElectricalandElectronicEquipment，WEEE)以及有毒物质禁制令(RestrictionofHazardousSubstances,RoHS)。这两个法案从2006年7月1日起开始在整个欧盟内施行，适时法案所规定的有害物质将全面受到限制。届时输欧的电子、电机产品皆必须符合该标准。WEEE法案ⒶWEEE是关于废弃电子、电机产品的回收再利用Ⓑ规定范围包括电子产品和部件（

2、印刷电路板、电池、含汞组件、阴极射线管等等）RoHS法案Ⓐ限制铅、汞、镉、六价铬的使用，以及Ⓑ限制多溴联苯(PBB)或多溴连苯醚(PBDE)成分阻燃剂的使用。WEEE和RoHS法案关注两方面的问题：一是产品当寿命终了时是否可回收，二是对一些有害元素及化合物的限制。对半导体封装来讲，最主要的还是对有害成分的控制。虽然，这些法案还没有对现时的产品产生作用，但在日本，很多公司已经提前执行这两个法案的要求。根据日本电器产品再生条例，铅成分必须是可以回收的。此外，在废物处置和公共卫生法案、废水处理法案中，对于铅和其他有害物质都有

3、了非常严格的规定。与此同时，很多日本的整机制造商投入相当大的力度发展环保产品，并将此作为重要的市场战略。这些公司的行动已经不再停留在环保政策和产品计划层面。松下电器MINIDISCPLAYER的成功就已经说明了环保产品是可以成为一个强有力的市场武器，同时更可以创造新的市场。此外，Sony，Fujitsu，NEC和HITACHI早在2002年以前都起草了公司内部的环保产品发展路线图。最近，这些公司联合起来成立了一个协会组织，GPSSI(JapanGreenProcurementSurveyStandardizationI

4、nitiative)，该组织成立的目的就是统一“绿色”电子电器产品的标准并提供相应的评价工具。日东电工也将成为该组织的成员。2．什么是“绿色”半导体器件（GREENPACKAGE）?作为一个greenpackage,必须同时满足两个条件：一是器件封装内部的有害物质含量符合环保标准，二是半导体器件必须可以满足装配流程环保的要求。2．1对封装内部有害物质的限制根据上面提到的法案，“绿色”半导体器件在制造的过程中，主要对铅、溴、氯、锑四种物质成分的使用进行限制。虽然，对于无铅化、无卤素、无锑化，至今行业内部还没有形成一致的定

5、量标准。但大多数的半导体器件制造商都比较认同如下的规范。环保要求有害物质含量控制所涉及的半导体封装内部组件无铅化Pb<1000ppm引脚表面镀层、锡球无卤素Cl和Br<900ppm塑封料、层压基板、阻焊剂无锑化Sb2O3<900ppm塑封料、层压基板、阻焊剂2．2装配流程环保对器件的要求除了器件内部物质成分的改变，回流焊温度将由于使用无铅焊锡而大大提高。温度提高无疑将挑战器件的可靠性和MSL（耐潮气性）。3.半导体组件无锑化锑一般以其化合物形式Sb2O3广泛存在于目前大多数的塑封料以及印制板的层压基板中，其用途是同溴化

6、树脂一同构成高效阻燃剂。其燃烧生成物SbBr3被国际癌症研究会列为致癌物质。OooCH2CHCH2CH2CHCH2CH2CHCH2OOOCH()CHCH+Sb2O3nBrBrBr从1993年开始，日东电工就开始着手研究替代溴-锑体系的绿色阻燃剂，并将其作为公司最重要的科研项目。经过多年的研究，最终选定Mg(OH)2作为我们主要的阻燃剂。在前一个环保产品阶段，日东电工采用Mg(OH)2作为阻燃剂，同时添加少量的助剂。在第二阶段，我们完全采用全新技术，不再使用助剂，并将其命名为GE系列。Mg(OH)2阻燃剂作用的机理如下：

7、Ｍｇ/X（ＯＨ）2⇒ＭｇＯ/XＯ＋Ｈ2Ｏ反应生成的水气具有降温的效果，同时加速碳化。同时反应吸收大量的热，降低温度，从而阻止了燃烧的继续。4.半导体组件无铅化半导体器件组分无铅化所包含的内容有：引脚镀层无铅化、锡球无铅化、锡膏无铅化等等。而其中最主要的课题是引脚镀层无铅化。今天，一般半导体器件外引脚所采用的表面处理方式是90Sn10Pb合金镀层。由于这种合金镀层良好的焊接性能以及可靠性，很多年以来，这种表面处理方式一直作为外引脚表面处理的主流技术。在上面的部分，我们已经说过，无铅化意味着铅的含量需要从现在的10%(10

8、0，000ppm)降低到1000ppm以下。几年来，困扰业界的问题是一直找不到可以为半导体行业和整机行业同时认可的替代材料。曾经对很多的材料进行评价，其中包括:100%MatteSn,Sn/Bi,Sn/Zn/Bi,Sn/Zn/Al,Sn/Ag,Sn/Ag/Cu,Sn/Ag/Zn,等等。应该说，所有的这些替代材料都各有其长处，但各方