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电子产品塑封缺陷及其应对措施探讨

2013-06-25 16:13 来源:包装论文 人参与在线咨询

封装材料所具有的性能和特点

在微电子产品塑封中使用的材料叫做环氧模塑料,我们可以将其简称为塑封料。它将环氧树脂作为基体,把固化剂、着色剂、改性剂、促进剂、脱模剂、填料剂、偶联剂等各种成分用一定的比例加以混合,在专门的设备上制成特定大小、形状、重量的热固性塑料。在环氧模塑料成型的过程中不仅有物理变化还有化学变化,成型以后的聚合反应让塑件具备了很好的稳定性、抗热性以及耐湿性,使得电子元件更加符合机械性能、热性能、力学性能以及电性能的要求,同时它又具有成型工艺简单、粘度低、可靠性高、适合大规模生产、流动性好以及价格便宜的特点。正因为上述的优点,让它目前各国进行电子产品塑封的最重要的材料。

成型缺陷原因的分析以及应对措施

1、在塑封体上存有水泡状物或者是气孔、气泡:塑封体上之所以会有水泡状物或者是气孔、气泡,主要原因有以下几个:第一,和环氧模塑料本身的特性有关。因为塑封料属于一种高分子材料,它的分子间距大约是5O~200nm,这样的间距足以让水分子渗透。另一方面水分子也可以通过环氧模塑料和引线框架形成的界面渗透到芯片中。同时环氧模塑料所具有的流动性、料饼的直径和密度、在固化反应过程中挥发物的含量等都会引起气体、气泡的产生。第二,跟工艺条件,例如温度、压力和时间有关系。第三,和环氧模塑料应运中具体的操作规程有关,由于生产过程、储存过程、运输过程和使用过程中没能严格地按照规定进行操作,使得环氧模塑料受潮。第四,和成型模具的结构相关,环氧模塑料的料饼和模具的尺寸不相匹配,使得料筒和料饼的缝隙中裹进了空气。此外模具排气的结构,也叫做排气槽,位置设计得不够合理,还有顶杆的间隙小以及数量不够这些因素使得排气过程中没能将气体排除干净,多余气体的滞留导致塑封体内气孔和气泡的形成。

根据所述情况我们应该采取以下措施:第一,调整好环氧模塑料的性能,选取流动性比较适中的塑封料,缩短预热时间。保持料饼的高密度性,一般情况下为成型密度的80%~95%。第二,采用合适的工艺条件,准确地控制成型的温度、时间以及压力,防止出现温度过高、传递压力过大、注压速度过快现象的发生。第三,在对环氧模塑料进行生产、储存、运输以及使用的过程中要严格按照操作程序和要求,防止环氧模塑料吸潮。第四,料饼和料筒的直径要互相匹配,在具体的实践过程中,料筒的直径不应该超过57mm,料饼的直径不能超过2mm。当料筒的直径为60mm或者是62mm时,应该选用比料筒直径小3mm的料饼。

2、对模具型腔进行的填充工作不够彻底:第一,模具存在一些问题。模具的上型腔和下型腔薄厚不一致;模具的浇注系统在结构设计上不够合理,浇倒、浇口、排气槽数量、排气槽位置和大小的考虑和设计不够完善、全面;供料采用的是单料铜;因为对模具的清洗工作做得不够彻底或者是清洗不当使得一些型腔或者是进料口被塑封料里面的大颗粒堵塞。第二,工艺方面存在一些问题,模具预热温度和预热时间控制得不合理,模具温度传递时间、传递压力以及传递速度控制得不够精确。第三、材料方面存在一些问题,主要是对环氧模塑料的保管不够妥当,使其受潮或者是过期。根据以上的情况我们可以采取以下的措施予以防范:第一,针对填充不良的状况,应该通过多个料筒,采用多点供料的形式,可以提高产品的封装质量。第二,选择合适的清洗方式,使用最好的清洗剂,严格按照规定要求对模具进行定期清洁。第三,掌握好模具的温度,传递时间以及传递压力,应该提前对环氧模塑料的性能进行试验,找出最良好的工艺条件。第四,选取质量上等的环氧模塑料,避免由于过期、变质的塑料粘度出现上升而使得型腔过早固化。

3、脱模过程中出现浇口残留的现象:出现浇口残留现象的最主要原因有以下几点:第一,塑封料的粘度过高;第二,浇口形状、位置设计得不够合理;第三,成型的工艺条件以及去浇口的方法不合理。针对以上的失误我们可以采取的措施有:第一,选取粘度合适的塑封材料;第二,模具脱模的角度不能过大,浇口填充的角度也不能过小,最好通过下浇口的方式进行填充。第三,控制好成型的工艺条件,脱模的顶出受力一定要平衡。

4、塑封体上留有熔接痕:产生熔接痕的原因主要有以下几个:第一,成型条件不合适;第二,填充不够平衡,浇注系统的设计不够合理;第三,塑封料本身的特性就有缺陷。针对以上情况我们可以采取以下措施:第一,采用恰当的成型工艺条件;第二,模具上型腔和下型腔的厚度应该保持一致,流道、浇口以及排气槽的设置必须合理;第三,选择性能合适的塑封材料。

结语

目前,对民用的微电子产品进行封装的主要形式就是塑料封装,封装的好坏直接会影响到电子产品的质量,所以我们在选取封装材料、设计封装模具、选择封装工艺的时候,一定要按照相关的规章制度来进行,保证封装质量才能提高电子产品的质量。

本文作者:杨秀伦 单位:中电振华集团永光电子有限公司 

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