文章來源：老虎說芯

原文作者：老虎說芯

本文介紹了引線框架對半導(dǎo)體器件的影響。

一、什么是引線框架？

引線框架（Lead Frame）是一種金屬結(jié)構(gòu)，主要用于半導(dǎo)體芯片的封裝中，作用就像橋梁——它連接芯片內(nèi)部的電信號到外部電路，實(shí)現(xiàn)電氣連接，同時(shí)還承擔(dān)機(jī)械支撐和散熱任務(wù)。它廣泛應(yīng)用于中低引腳數(shù)的封裝形式中，比如DIP、QFP、SOP、DFN等，是半導(dǎo)體封裝的基礎(chǔ)材料之一。

二、引線框架對半導(dǎo)體的三大關(guān)鍵影響

1.影響電氣性能

導(dǎo)電路徑：引線框架上的引腳負(fù)責(zé)把芯片信號傳輸?shù)酵獠?a target="_blank">PCB。其尺寸（厚度、寬度）會影響電阻，進(jìn)而影響電源電壓降和信號完整性。

寄生參數(shù)：不合理的引腳布局會引入寄生電感、電容，影響高速信號傳輸，尤其在射頻、電源管理、接口電路中更為顯著。

設(shè)計(jì)一致性：引腳長度/間距的不均可能導(dǎo)致信號延遲差異，影響時(shí)序匹配。

電源完整性（Power Integrity）：地線和電源引腳布局設(shè)計(jì)不合理，會帶來噪聲、壓降和干擾問題。

2.影響熱管理能力

散熱效率：高導(dǎo)熱金屬（如Cu、Cu合金）制成的引線框架可迅速把芯片產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去，降低芯片核心溫度。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：通過設(shè)計(jì)暴露焊盤（Expose Pad）或厚銅結(jié)構(gòu)可提升散熱路徑，適用于高功率器件如MOSFET、功放、LED驅(qū)動(dòng)等。

封裝集成度越高，芯片越容易發(fā)熱，對引線框架的散熱能力提出更高要求。

3.影響器件可靠性

機(jī)械可靠性：引線框架與封裝材料（如EMC）之間必須有良好的附著力，防止長期使用后出現(xiàn)分層、開裂。

防潮抗氧化能力：若表面處理不當(dāng)，水汽可能沿引線框架滲透，引起芯片失效。優(yōu)質(zhì)框架通常采用鍍NiPdAu或SnAgCu等防氧層。

應(yīng)力控制：在冷熱循環(huán)或高應(yīng)力條件下，不同材料間熱膨脹系數(shù)差異會產(chǎn)生應(yīng)力，若結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或選材不當(dāng)，可能導(dǎo)致封裝開裂或焊點(diǎn)失效。

三、隨著半導(dǎo)體發(fā)展，引線框架面臨的挑戰(zhàn)也更大

小型化：芯片功能變多、體積更小，引線數(shù)越來越多，引腳間距越來越密（如130μm以內(nèi)），制造精度要求高。

多樣化：封裝形式日益豐富（如QFN、DFN、DROFN等），引線框架設(shè)計(jì)也需高度定制化。

高可靠性要求：應(yīng)用從消費(fèi)電子轉(zhuǎn)向汽車、工業(yè)、新能源等領(lǐng)域，對產(chǎn)品壽命、抗?jié)?、抗高溫等提出更?yán)格要求。

先進(jìn)工藝需求：包括選擇性電鍍、表面粗化、微結(jié)構(gòu)蝕刻、濕度敏感等級MSL1要求等。

四、結(jié)語：引線框架的不可替代性

作為芯片與電路板之間的橋梁，引線框架不只是一個(gè)“金屬支架”，它在電性能、熱性能和可靠性三方面都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。尤其是在汽車、工業(yè)、新能源等領(lǐng)域，它的作用越來越重要。未來引線框架的發(fā)展也將繼續(xù)跟隨芯片制程演進(jìn)向更高密度、更高可靠、更低成本的方向推進(jìn)。

換句話說：一個(gè)優(yōu)秀的封裝，必須有一個(gè)強(qiáng)大而精密的引線框架作為基礎(chǔ)。