汕頭華汕電子器件有限公司 劉 馴 張偉洪

1.引言

作為半導體分立器件產(chǎn)品，為了有效保護其芯片和內(nèi)部焊接引線，需要使用環(huán)氧樹脂把焊接在引線框架上的芯片和引線進行封裝，形成一個堅硬保護體。然而某些產(chǎn)品（如SOT-186A，SOD-113等）因?qū)ζ湫阅苡刑貏e的要求，使其載芯板背面環(huán)氧樹脂保護層厚度只有0.3MM左右。在這條件下，應用傳統(tǒng)的封裝工藝生產(chǎn)，其成品率低。產(chǎn)品外觀缺陷主要體現(xiàn)在塑封體背面針孔、樹脂填充不良和高壓測試耐壓值低等缺點。所以通過提供一種結構簡單，易制作的半導體器件塑封抽真空裝置，通過抽真空裝置，可使產(chǎn)品在真空工藝條件下成形，提升其成品率。

2.技術方案

2.1 抽真空裝置結構

半導體器件塑封抽真空裝置，包括有塑封機，塑封機上設有塑封模具，塑封模具合模后可形成密封空間，一真空容器罐通過真空管道連通塑封模具合模后形成的密封空間，于真空管道上設有抽氣閥、放氣閥及真空壓力表，真空壓力表通過壓力信號線連接塑封機進行信號控制；真空容器罐與真空泵一起安裝在一可移動的真空機殼體內(nèi)，且模具與真空容器罐的管道上加裝有空氣過空氣過濾器，防止模具中廢料吸入真空容器罐內(nèi)部。（見圖1）

圖1

2.2 控制系統(tǒng)

為了使抽真空裝置能夠真正發(fā)揮應有的作用，控制抽真空裝置的開啟和關閉的時間關鍵最為關鍵，最好做法就是將抽真空機和塑封壓機的控制系統(tǒng)進行聯(lián)機，實現(xiàn)自動控制，既能保證產(chǎn)品質(zhì)量又簡化了操作程序，消除人為控制因素的影響。通過分析抽真空裝置工作特點并結合塑封壓機的工作時序，本著“簡化操作、減少人為失誤”的設計原則，充分利用塑封壓機在工作過程中所輸出的一些控制信號，設計了一個“自動抽真空控制原理圖”（圖2），將抽真空機和塑封壓機的控制系統(tǒng)進行聯(lián)機。

圖2

該控制線路，除了利用塑封機原自身具有的一些配件以外，增加了R1繼電器、T1、T2兩個時間繼電器和S1、S2電磁閥。利用這些增加的電器元件，使壓機的控制線路和抽真空機的控制線路很好的結合起來。首先，將抽真空泵的電機電源并到塑封壓機的油泵電機上，其好處是在啟動壓機電機開始進行塑封作業(yè)的同時啟動抽真空泵，不須單獨啟動抽真空泵，避免因人為原因而忘記打開抽真空泵，真正達到防錯的效果；當合模到模具完全閉合并產(chǎn)生合模低壓（這時候合模壓力一般可以達到70Kg/cm2），壓機的低壓開關將會閉合，增加的R1繼電器隨即閉合使抽真空閥門打開，在同一時間R1的常閉觸點將被斷開，使S2卸荷閥斷電，切斷模具內(nèi)部與外界連通的氣路，把模具內(nèi)部與外部完全隔離。這時候抽真空泵開始把模具內(nèi)部的空氣往外抽，當繼續(xù)加壓達到合模高壓點的時候（這時候合模壓力一般達到150Kg/cm2），壓機的高壓開關閉合；按照一般的MGP模的塑封作業(yè)過程，高壓開關一閉合即會自動執(zhí)行注塑的動作；但在這個控制線路里面，我們先把高壓開關的輸出信號接到時間繼電器T1上，等T1設定時間達到以后，再同時向時間繼電器T2和注塑電磁閥S3供電。T1的主要作用就是對注塑電磁閥的執(zhí)行信號進行延時（可根據(jù)抽真空的速度進行調(diào)整，一般設定在5秒左右），因為合模壓力在加壓的過程從低壓到高壓只有很短的時間，一般只有2-3秒的時間，在這么短的時間內(nèi)是很難把真空度抽到能夠達到要求的，所以必須適當?shù)难娱L一點時間后才能進行注塑，這樣才能保證注塑的質(zhì)量。而T2的作用則是控制在注塑過程持續(xù)抽真空的時間。整個塑封注塑周期是120秒，在樹脂粉注滿每一個型腔并定型后（一般是40-50秒），抽真空將不起到什么作用，而且如果整個注塑周期都持續(xù)抽真空的話，那么抽真空機將會由于長時間抽取模具里面的熱氣而導致泵體和電機過熱，影響密封件和泵體的使用壽命。所以在開始注塑的同時T2便開始計時，達到設定時間后其常閉觸頭將會動作，斷開R1電源，使抽真空閥斷電停止抽氣，同時R1斷電后其常閉觸頭復位，接通卸荷閥電源，把模具內(nèi)部與外部大氣連通，實現(xiàn)開模前的減壓。

3.結束語

增加抽真空裝置后，操作人員只要按照操作普通模具的作業(yè)方法啟動和操作設備，而不需要附加任何動作，操作極其簡便，產(chǎn)品在真空工藝條件下成形，其外觀質(zhì)量也得到有力保障。

[1]周煜明,聞芹堂,韓軍,丁建良,葉重明.半導體器件使用的封裝塑料兼論ME型改性環(huán)氧塑封料[J].江蘇化工.市場七日訊,1982(01).

[2]石英學.噪聲用于半導體大功率激光器及雙極晶體管可靠性研究[D].吉林大學,2006.