電子產(chǎn)品塑封成型不良原因分析及對(duì)策

摘 要：本文從微電子的塑料封裝原材料.模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及成型機(jī)理等方面入手，分析了電子產(chǎn)品塑封成型的不良，同時(shí)對(duì)其提出了改善措施，用來(lái)提高電子產(chǎn)品的塑封質(zhì)量，促進(jìn)微電子產(chǎn)品各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：電子產(chǎn)品；塑料封裝；塑封缺陷；改善措施

中圖分類號(hào)：TB487 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）35-0295-01

微電子產(chǎn)品的塑封質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品的性能有著直接性的影響。本文以封裝材料、封裝模具以及工藝等方面為切入點(diǎn)，分析了塑封成型的不良原因，同時(shí)又提出了解決問(wèn)題的具體辦法，用以保證電子產(chǎn)品的性能、質(zhì)量。

1 封裝材料所具有的性能和特點(diǎn)

微電子產(chǎn)品塑封所用的材料稱環(huán)氧模塑料（簡(jiǎn)稱塑封料），它是以環(huán)氧樹(shù)脂為基體，將固化劑、促進(jìn)劑、填料、偶聯(lián)劑、改性劑、阻燃劑、脫模劑和著色劑等多種成分按照一定的比例混合，在專用的設(shè)備上做成一定大小、形狀和重量的專用于微電子產(chǎn)品塑料封裝的一種熱固性塑料。

環(huán)氧模塑料在成型過(guò)程中既有物理變化又有化學(xué)變化，成型階段發(fā)生一種聚合反應(yīng)，使塑封件具有較好的機(jī)械穩(wěn)定性、耐濕性和抗熱性，使電子元件達(dá)到一定的機(jī)械性能、電性能、力學(xué)性能和熱性能的要求，同時(shí)，它還具有黏度低，流動(dòng)性好、可靠性高、價(jià)格便宜、成型工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、適合進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)。

2 成型缺陷原因的分析以及應(yīng)對(duì)措施

2.1 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(huì)有水泡狀物或者是氣孔、氣泡，主要原因有以下幾個(gè)：①和環(huán)氧模塑料本身的特性有關(guān)。因?yàn)樗芊饬蠈儆谝环N高分子材料，它的分子間距大約是50～200nm，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(guò)環(huán)氧模塑料和引線框架形成的界面滲透到芯片中。同時(shí)環(huán)氧模塑料所具有的流動(dòng)性、料餅的直徑和密度、在固化反應(yīng)過(guò)程中揮發(fā)物的含量等都會(huì)引起氣體、氣泡的產(chǎn)生。②跟工藝條件，例如溫度、壓力和時(shí)間有關(guān)系。③和環(huán)氧模塑料應(yīng)運(yùn)中具體的操作規(guī)程有關(guān)，由于生產(chǎn)過(guò)程，儲(chǔ)存過(guò)程、運(yùn)輸過(guò)程和使用過(guò)程中沒(méi)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。④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(jì)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(guò)程中沒(méi)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：①調(diào)整好環(huán)氧模塑料的性能，選取流動(dòng)性比較適中的塑封料，縮短預(yù)熱時(shí)間。保持料餅的高密度性，一般情況下為成型密度的80%～95%。②采用合適的工藝條件，準(zhǔn)確地控制成型的溫度、時(shí)間以及壓力，防止出現(xiàn)溫度過(guò)高、傳遞壓力過(guò)大、注壓速度過(guò)快現(xiàn)象的發(fā)生。③在對(duì)環(huán)氧模塑料進(jìn)行生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸以及使用的過(guò)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。④料餅和料筒的直徑要互相匹，在具體的實(shí)踐過(guò)程中，料筒的直徑不應(yīng)該超過(guò)57mm，料餅的直徑不能超過(guò)2mm。當(dāng)料筒的直徑為60mm或者是62mm時(shí)，應(yīng)該選用比料筒直徑/J，3mm的料餅。

2.2 對(duì)模具型腔進(jìn)行的填充工作不夠徹底

①模具存在一些問(wèn)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(jì)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(jì)不夠完善、全面；供料采用的是單料銅。因?yàn)閷?duì)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。②工藝方面存在一些問(wèn)題，模具預(yù)熱溫度和預(yù)熱時(shí)間控制得不合理，模具溫度傳遞時(shí)間、傳遞壓力以及傳遞速度控制得不夠精確。③材料方面存在一些問(wèn)題，主要是對(duì)環(huán)氧模塑料的保管不夠妥當(dāng)，使其受潮或者是過(guò)期。根據(jù)以上的情況我們可以采取以下的措施予以防范：①針對(duì)填充不良的狀況，應(yīng)該通過(guò)多個(gè)料筒，采用多點(diǎn)供料的形式，可以提高產(chǎn)品的封裝質(zhì)量。②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(duì)模具進(jìn)行定期清潔。③掌握好模具的溫度，傳遞時(shí)間以及傳遞壓力，應(yīng)該提前對(duì)環(huán)氧模塑料的性能進(jìn)行試驗(yàn)，找出最良好的工藝條件。④選取質(zhì)量上等的環(huán)氧模塑料，避免由于過(guò)期、變質(zhì)的塑料粘度出現(xiàn)上升而使得型腔過(guò)早固化。

2.3 脫模過(guò)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(diǎn)：①塑封料的粘度過(guò)高；②澆口形狀、位置設(shè)計(jì)得不夠合理；③成型的工藝條件以及去澆口的方法不合理。針對(duì)以上的失誤我們可以采取的措施有：①選取粘度合適的塑封材料；②模具脫模的角度不能過(guò)大，澆注填充的角度也不能過(guò)小，最好通過(guò)下澆口的方式進(jìn)行填充；③控制好成型的工藝條件，脫模的頂出受力一定要平衡。

2.4 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(gè)：①成型條件不合適；②填充不夠平衡，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不夠合理；③塑封料本身的特性就有缺陷。針對(duì)以上情況我們可以采取以下措施：①采用恰當(dāng)?shù)某尚凸に嚄l件；②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；③選擇性能合適的塑封材料。在塑封過(guò)程中，粘模造成的主要原因有：由于模具設(shè)計(jì)和加工的原因：如模具表面粗糙、型腔的脫模斜度小和型腔口部有毛刺；頂桿位置設(shè)計(jì)不當(dāng)而引起頂出塑件不平衡等造成粘模；由于環(huán)氧模塑料和成型工藝條件的原因；環(huán)氧模塑料粘度大或塑封料中脫模劑少造成脫模困難；成型溫度低，固化時(shí)間短，塑封料未完全固化而造成的粘模（如圖1單料筒和多料筒供料型腔充填比較）。

3 結(jié)束語(yǔ)

目前，對(duì)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(huì)影響到電子產(chǎn)品的質(zhì)量，所以我們?cè)谶x取封裝材料、設(shè)計(jì)封裝模具、選擇封裝工藝的時(shí)候，一定要按照相關(guān)的規(guī)章制度來(lái)進(jìn)行，保證封裝質(zhì)量才能提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量。

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收稿日期：2018-11-4