電子產品塑封成型不良原因分析及對策

摘 要：本文從微電子的塑料封裝原材料.模具結構設計以及成型機理等方面入手，分析了電子產品塑封成型的不良，同時對其提出了改善措施，用來提高電子產品的塑封質量，促進微電子產品各項功能的實現。

關鍵詞：電子產品；塑料封裝；塑封缺陷；改善措施

中圖分類號：TB487 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）35-0295-01

微電子產品的塑封質量對產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，分析了塑封成型的不良原因，同時又提出了解決問題的具體辦法，用以保證電子產品的性能、質量。

1 封裝材料所具有的性能和特點

微電子產品塑封所用的材料稱環氧模塑料（簡稱塑封料），它是以環氧樹脂為基體，將固化劑、促進劑、填料、偶聯劑、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，在專用的設備上做成一定大小、形狀和重量的專用于微電子產品塑料封裝的一種熱固性塑料。

環氧模塑料在成型過程中既有物理變化又有化學變化，成型階段發生一種聚合反應，使塑封件具有較好的機械穩定性、耐濕性和抗熱性，使電子元件達到一定的機械性能、電性能、力學性能和熱性能的要求，同時，它還具有黏度低，流動性好、可靠性高、價格便宜、成型工藝相對簡單、適合進行大規模生產的特點。

2 成型缺陷原因的分析以及應對措施

2.1 在塑封體上存有水泡狀物或者是氣孔、氣泡

塑封體上之所以會有水泡狀物或者是氣孔、氣泡，主要原因有以下幾個：①和環氧模塑料本身的特性有關。因為塑封料屬于一種高分子材料，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環氧模塑料和引線框架形成的界面滲透到芯片中。同時環氧模塑料所具有的流動性、料餅的直徑和密度、在固化反應過程中揮發物的含量等都會引起氣體、氣泡的產生。②跟工藝條件，例如溫度、壓力和時間有關系。③和環氧模塑料應運中具體的操作規程有關，由于生產過程，儲存過程、運輸過程和使用過程中沒能嚴格地按照規定進行操作，使得環氧模塑料受潮。④和成型模具的結構相關，環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了空氣。此外模具排氣的結構，也叫做排氣槽，位置設計得不夠合理，還有頂桿的間隙小以及數量不夠這些因素使得排氣過程中沒能將氣體排除干凈，多余氣體的滯留導致塑封體內氣孔和氣泡的形成。根據所述情況我們應該采取以下措施：①調整好環氧模塑料的性能，選取流動性比較適中的塑封料，縮短預熱時間。保持料餅的高密度性，一般情況下為成型密度的80%～95%。②采用合適的工藝條件，準確地控制成型的溫度、時間以及壓力，防止出現溫度過高、傳遞壓力過大、注壓速度過快現象的發生。③在對環氧模塑料進行生產、儲存、運輸以及使用的過程中要嚴格按照操作程序和要求，防止環氧模塑料吸潮。④料餅和料筒的直徑要互相匹，在具體的實踐過程中，料筒的直徑不應該超過57mm，料餅的直徑不能超過2mm。當料筒的直徑為60mm或者是62mm時，應該選用比料筒直徑/J，3mm的料餅。

2.2 對模具型腔進行的填充工作不夠徹底

①模具存在一些問題。模具的上型腔和下型腔薄厚不一致；模具的澆注系統在結構設計上不夠合理，澆倒、澆口、排氣槽數量、排氣槽位置和大小的考慮和設計不夠完善、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使得一些型腔或者是進料口被塑封料里面的大顆粒堵塞。②工藝方面存在一些問題，模具預熱溫度和預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。③材料方面存在一些問題，主要是對環氧模塑料的保管不夠妥當，使其受潮或者是過期。根據以上的情況我們可以采取以下的措施予以防范：①針對填充不良的狀況，應該通過多個料筒，采用多點供料的形式，可以提高產品的封裝質量。②選擇合適的清洗方式，使用最好的清洗劑，嚴格按照規定要求對模具進行定期清潔。③掌握好模具的溫度，傳遞時間以及傳遞壓力，應該提前對環氧模塑料的性能進行試驗，找出最良好的工藝條件。④選取質量上等的環氧模塑料，避免由于過期、變質的塑料粘度出現上升而使得型腔過早固化。

2.3 脫模過程中出現澆口殘留的現象

出現澆口殘留現象的最主要原因有以下幾點：①塑封料的粘度過高；②澆口形狀、位置設計得不夠合理；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大，澆注填充的角度也不能過小，最好通過下澆口的方式進行填充；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

產生熔接痕的原因主要有以下幾個：①成型條件不合適；②填充不夠平衡，澆注系統的設計不夠合理；③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：①采用恰當的成型工藝條件；②模具上型腔和下型腔的厚度應該保持一致，流道、澆口以及排氣槽的設置必須合理；③選擇性能合適的塑封材料。在塑封過程中，粘模造成的主要原因有：由于模具設計和加工的原因：如模具表面粗糙、型腔的脫模斜度小和型腔口部有毛刺；頂桿位置設計不當而引起頂出塑件不平衡等造成粘模；由于環氧模塑料和成型工藝條件的原因；環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 結束語

目前，對微電子產品進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品的質量，所以我們在選取封裝材料、設計封裝模具、選擇封裝工藝的時候，一定要按照相關的規章制度來進行，保證封裝質量才能提高電子產品的質量。

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收稿日期：2018-11-4