封裝材料所具有的性能和特點

在微電子產(chǎn)品塑封中使用的材料叫做環(huán)氧模塑料，我們可以將其簡稱為塑封料。它將環(huán)氧樹脂作為基體，把固化劑、著色劑、改性劑、促進(jìn)劑、脫模劑、填料劑、偶聯(lián)劑等各種成分用一定的比例加以混合，在專門的設(shè)備上制成特定大小、形狀、重量的熱固性塑料。在環(huán)氧模塑料成型的過程中不僅有物理變化還有化學(xué)變化，成型以后的聚合反應(yīng)讓塑件具備了很好的穩(wěn)定性、抗熱性以及耐濕性，使得電子元件更加符合機械性能、熱性能、力學(xué)性能以及電性能的要求，同時它又具有成型工藝簡單、粘度低、可靠性高、適合大規(guī)模生產(chǎn)、流動性好以及價格便宜的特點。正因為上述的優(yōu)點，讓它目前各國進(jìn)行電子產(chǎn)品塑封的最重要的材料。

成型缺陷原因的分析以及應(yīng)對措施

1、在塑封體上存有水泡狀物或者是氣孔、氣泡：塑封體上之所以會有水泡狀物或者是氣孔、氣泡，主要原因有以下幾個：第一，和環(huán)氧模塑料本身的特性有關(guān)。因為塑封料屬于一種高分子材料，它的分子間距大約是5O～200nm，這樣的間距足以讓水分子滲透。另一方面水分子也可以通過環(huán)氧模塑料和引線框架形成的界面滲透到芯片中。同時環(huán)氧模塑料所具有的流動性、料餅的直徑和密度、在固化反應(yīng)過程中揮發(fā)物的含量等都會引起氣體、氣泡的產(chǎn)生。第二，跟工藝條件，例如溫度、壓力和時間有關(guān)系。第三，和環(huán)氧模塑料應(yīng)運中具體的操作規(guī)程有關(guān)，由于生產(chǎn)過程、儲存過程、運輸過程和使用過程中沒能嚴(yán)格地按照規(guī)定進(jìn)行操作，使得環(huán)氧模塑料受潮。第四，和成型模具的結(jié)構(gòu)相關(guān)，環(huán)氧模塑料的料餅和模具的尺寸不相匹配，使得料筒和料餅的縫隙中裹進(jìn)了空氣。此外模具排氣的結(jié)構(gòu)，也叫做排氣槽，位置設(shè)計得不夠合理，還有頂桿的間隙小以及數(shù)量不夠這些因素使得排氣過程中沒能將氣體排除干凈，多余氣體的滯留導(dǎo)致塑封體內(nèi)氣孔和氣泡的形成。

根據(jù)所述情況我們應(yīng)該采取以下措施：第一，調(diào)整好環(huán)氧模塑料的性能，選取流動性比較適中的塑封料，縮短預(yù)熱時間。保持料餅的高密度性，一般情況下為成型密度的80％～95％。第二，采用合適的工藝條件，準(zhǔn)確地控制成型的溫度、時間以及壓力，防止出現(xiàn)溫度過高、傳遞壓力過大、注壓速度過快現(xiàn)象的發(fā)生。第三，在對環(huán)氧模塑料進(jìn)行生產(chǎn)、儲存、運輸以及使用的過程中要嚴(yán)格按照操作程序和要求，防止環(huán)氧模塑料吸潮。第四，料餅和料筒的直徑要互相匹配，在具體的實踐過程中，料筒的直徑不應(yīng)該超過57mm，料餅的直徑不能超過2mm。當(dāng)料筒的直徑為60mm或者是62mm時，應(yīng)該選用比料筒直徑小3mm的料餅。

2、對模具型腔進(jìn)行的填充工作不夠徹底：第一，模具存在一些問題。模具的上型腔和下型腔薄厚不一致；模具的澆注系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計上不夠合理，澆倒、澆口、排氣槽數(shù)量、排氣槽位置和大小的考慮和設(shè)計不夠完善、全面；供料采用的是單料銅；因為對模具的清洗工作做得不夠徹底或者是清洗不當(dāng)使得一些型腔或者是進(jìn)料口被塑封料里面的大顆粒堵塞。第二，工藝方面存在一些問題，模具預(yù)熱溫度和預(yù)熱時間控制得不合理，模具溫度傳遞時間、傳遞壓力以及傳遞速度控制得不夠精確。第三、材料方面存在一些問題，主要是對環(huán)氧模塑料的保管不夠妥當(dāng)，使其受潮或者是過期。根據(jù)以上的情況我們可以采取以下的措施予以防范：第一，針對填充不良的狀況，應(yīng)該通過多個料筒，采用多點供料的形式，可以提高產(chǎn)品的封裝質(zhì)量。第二，選擇合適的清洗方式，使用最好的清洗劑，嚴(yán)格按照規(guī)定要求對模具進(jìn)行定期清潔。第三，掌握好模具的溫度，傳遞時間以及傳遞壓力，應(yīng)該提前對環(huán)氧模塑料的性能進(jìn)行試驗，找出最良好的工藝條件。第四，選取質(zhì)量上等的環(huán)氧模塑料，避免由于過期、變質(zhì)的塑料粘度出現(xiàn)上升而使得型腔過早固化。

3、脫模過程中出現(xiàn)澆口殘留的現(xiàn)象：出現(xiàn)澆口殘留現(xiàn)象的最主要原因有以下幾點：第一，塑封料的粘度過高；第二，澆口形狀、位置設(shè)計得不夠合理；第三，成型的工藝條件以及去澆口的方法不合理。針對以上的失誤我們可以采取的措施有：第一，選取粘度合適的塑封材料；第二，模具脫模的角度不能過大，澆口填充的角度也不能過小，最好通過下澆口的方式進(jìn)行填充。第三，控制好成型的工藝條件，脫模的頂出受力一定要平衡。

4、塑封體上留有熔接痕：產(chǎn)生熔接痕的原因主要有以下幾個：第一，成型條件不合適；第二，填充不夠平衡，澆注系統(tǒng)的設(shè)計不夠合理；第三，塑封料本身的特性就有缺陷。針對以上情況我們可以采取以下措施：第一，采用恰當(dāng)?shù)某尚凸に嚄l件；第二，模具上型腔和下型腔的厚度應(yīng)該保持一致，流道、澆口以及排氣槽的設(shè)置必須合理；第三，選擇性能合適的塑封材料。

結(jié)語

目前，對民用的微電子產(chǎn)品進(jìn)行封裝的主要形式就是塑料封裝，封裝的好壞直接會影響到電子產(chǎn)品的質(zhì)量，所以我們在選取封裝材料、設(shè)計封裝模具、選擇封裝工藝的時候，一定要按照相關(guān)的規(guī)章制度來進(jìn)行，保證封裝質(zhì)量才能提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量。

本文作者：楊秀倫 單位：中電振華集團(tuán)永光電子有限公司