集成电路金属封装外壳质量评价要求-编制说明

1、国家标准报批资料国家标准集成电路金属封装外壳质量评价要求（征求意见稿）编制说明一、工作简况1、任务来源根据国标委 2017年下达的国家重点研发计划 “国家质量基础的共性技术研究与应用（ NQI）”重点专项“新一代信息器件及终端共性技术标准研究”任务计划，中国电子技术标准化研究院负责承担制定 集成电路金属封装外壳质量评价要求，由中华人民共和国工业和信息化部提出， 全国半导体器件标准化技术委员会集成电路分技术委员会（ SAC/TC78/SC2）归口。2、主要工作过程接到 NQI项目计划后，成立了标准编制组，并收集了国内外与封装外壳相关的军标、民标和公司标准等资料。 包括 JEDEC协会标准发布的

2、JESD9微电子封装和盖板的检验标准和国外主要外壳生产企业（如京瓷）的产品规范，以及与集成电路封装外壳相关的器件标准，包括美军标MIL-M-38510微电路总规范、MIL-PRF-38535集成电路制造总规范、以及国军标GJB2440混合集成电路外壳通用规范 等。在参照上述资料基础上， 根据金属封装外壳质量控制和可靠性的具体要求， 结合我国产业实际， 编制形成了集成电路金属封装外壳质量评价要求草案。3、标准编制的主要成员单位及其所做的工作本标准主编单位为中国电子技术标准化研究院，合肥圣达电子科技实业有限公司和青岛凯瑞电子有限公司参与了标准起草工作。二、标准编制原则和确定主要内容的论据及解决的主

3、要问题1、编制原则根据调研，国外与封装外壳有关的标准主要涉及军标、民标和公司标准。 例如，美军标（ MIL）虽然未单独制定外壳标准，但将关于外壳结构和性能的规定和考核要求融于相关的器件通用规范中，如MIL-M-38510微电路总规范、MIL-PRF-38535集成电路制造总规范等。美国固态技术协会（JEDEC）发布了JESD9微电子封装和盖板的检验标准，主要针对集成电路用金属和陶瓷外壳的外观检验要求作了规定。国家标准报批资料金属外壳属于气密封装， 一般应用于对可靠性要求较高的场合，如军工、航空航天、工业控制、电力通讯、轨道交通、汽车电子等领域。对于金属外壳质量评价，主要从外观质量和环境适应性两

4、方面予以规定。因此本标准在编制过程中一方面重点参考国外有关标准（如JESD9）关于外观检验方面的相关内容，结合行业工程实践， 对金属外壳各个部位的检验要求和判据进行研究并予以明确；另一方面参考国内外有关军用标准以及其他公司标准关于可靠性试验项目、试验应力的设置，对金属外壳应满足的机械环境、气候环境和电气性能通过分析并作恰当设置，以满足产业应用需求。2、确定主要内容的依据为较为全面评价集成电路金属封装外壳质量，按照外壳产品涵盖的各类要素，主要从承制方资质、材料、镀覆、设计和结构、电特性、外观质量和环境适应性等方面设置标准要求及内容， 并重点关注与最终产品生成和使用状态关联最为密切的外观质量和环境

5、适应性，提升标准可执行性与可操作性。1）承制方资质从质量管理体系、 原材料及外包控制、 统计过程控制、 供货及履约方面提出总体要求。2）材料和镀覆规定外壳材料和镀覆方面的通用要求。 金属外壳材料一般包括壳体材料、 引出端材料、绝缘子材料、热沉材料、盖板材料等。为满足高可靠应用需求，材料本身应是防霉的，且不同部位的材料应满足在较大温度工作范围条件下的热学匹配特性，以及适用的电流承载及信号传输要求。 镀层厚度和镀层结构根据不同应用环境需要和外壳不同部位要求由承制方自行设计确定， 但应满足适用的可焊性和防腐蚀要求，并通过本标准附录 A规定的镀层质量考核。3）设计和结构规定外壳设计和结构方面的通用要求

6、。 外壳的设计和结构应满足预定用途要求，可借助仿真工具对设计和结构进行优化验证。 外壳设计文件应能充分地说明外壳具体结构和各项性能，并满足追溯要求。4）电特性国家标准报批资料电特性包括引线电阻、绝缘电阻、引线间电容、微波特性等，其中绝缘电阻一般要求满足 500V测试电流下不低于 1.0 ×1010要求，其他参数指标依具体设计确定。5）外观质量外观质量为金属封装外壳质量评价重点内容。金属外壳外观检查的重点包括绝缘子、焊料、引线、壳体和盖板等部位。其中：绝缘子主要包括气泡、裂纹、缺损、玻璃爬高、外溢、飞溅物及其他判据要求；焊料包括凹陷、不连续、多孔、起皮、流出、爬高等判据要求；引线包括划

7、痕、凹坑、孔隙、缺口、擦痕、过度蚀刻、凸起、偏心、弯曲、弯角、断裂及表面处理等判据要求；壳体包括划痕、凹坑、孔隙、缺口、擦痕、凸起、玻璃缺损及表面处理等判据要求；盖板包括划痕、凹坑、孔隙、缺口、擦痕、凸起、玻璃缺损及表面处理等判据要求。6）环境适应性包括气密性、引线牢固性、引出端涂覆粘附强度、键合强度、可焊性、稳定性烘焙、热冲击、温度循环、盐雾、恒定加速度等试验项目，基本覆盖高可靠场合的一般要求，并对各项试验的应力等级作了规定。3、编制过程中解决的主要问题（做出的贡献）暂无。三、主要试验 或验证 情况分析暂无。四、知识产权情况说明本标准不涉及相关专利或技术秘密。五、产业化情况、推广应用论证和预

8、期达到的经济效果金属封装是采用金属作为壳体或底座，集成电路芯片直接或通过基板安装在外壳或底座上，引线穿过金属壳体或底座大多采用玻璃金属封接技术的一种电子封装形式，其应用广泛、形式多样、加工灵活，可以和某些部件（如混合集成电路）融合为一体，适合于低I/O 数量的单芯片或多芯片封装，也适合于射频、国家标准报批资料微波、光电、声表面波和大功率器件，可以满足小批量、高可靠需求。2018 年金属封装外壳（含微波外壳、光电外壳）销售额15.3 亿元，较 2017年 14.2 亿元增长 7.7%，主要受益于国内汽车电子、光电通信、微波器件、工业激光器等对功率密度要求较高外壳的需求， 收国际形势、用工成本增加

9、等因素的影响，出口市场较2017 年略有降低。国内目前从事金属外壳生产的厂家有20余家，行业销售龙头包括合肥圣达电子科技实业有限公司、青岛凯瑞电子有限公司、中国电科 55 所等。其中合肥圣达2018 年销售额达 4 亿元，较 2017 年增长11.1%，同时合金盖板实现销售收入800 万元。中国电科55 所 2018 年销售额达2.88 亿元，较 2017 年增长 12.5%。青岛凯瑞 2018 年销售额达 1.25 亿元，较 2017 年增长 13.6%。其余企业 2018 年销售额均在 3000 万元 8000 万元之间。随着工业控制、电力通讯、轨道交通、汽车电子等领域的需求不断提升，对金

10、属封装外壳性能提出了更高要求， 具有轻质、散热优良、 性能稳定等优点的新材料应用潜力巨大，但也面临材料合成、复杂壳体制造、表面处理等工艺问题，实现如梯度铝硅、铝碳化硅、石墨硅、铜金刚石外壳及耐高压外壳等新材料、新结构金属外壳的产业化应用，仍需投入大量人力物力。通过本标准制定和实施， 可为集成电路金属封装外壳的生产、 采购、使用和评价提供指导和依据， 满足产品研制和用户质量评价需求， 有利于拓展集成电路金属外壳的应用范围和领域， 提升我国金属封装外壳整体质量水平， 推动集成电路金属封装外壳高端民用市场应用。六、采用国际标准和国外先进标准情况本标准在技术水平方面与国外相关标准 （如美军标、 国外行业协会标准） 基本相当，在技术内容上部分参考了国外相关标准。七、与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性本标准与我国现行的法律、 法规及相关国家标准、 国家军用标准、 行业标准无冲突。八、重大分歧意见的处理经过和依据暂无。九、标准性质的建议根据我国标准性质的划分，建议本标准