楊光敏

摘要：就目前來(lái)說(shuō)，塑料封裝已經(jīng)被應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，其具有成本較低、操作工藝較為簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，且塑料封裝可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)，微電子產(chǎn)品塑料封裝的質(zhì)量與電子產(chǎn)品的性能息息相關(guān)。本文主要對(duì)塑料封裝的材料及其模具結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，對(duì)電子產(chǎn)品塑封成型存在的一些問(wèn)題提出了相應(yīng)的建議及措施，希望可以改善電子產(chǎn)品整體的塑封質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品更高層次的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：塑料封裝;電子產(chǎn)品;原因分析

前言

對(duì)于微電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，其塑料封裝的整體質(zhì)量與電子產(chǎn)品的性能息息相關(guān)，對(duì)于微電子產(chǎn)品塑封質(zhì)量的研究應(yīng)該是從封裝的材料和封裝的模具出發(fā)，對(duì)封裝工藝進(jìn)行分析，對(duì)電子產(chǎn)品塑封成型的不良原因進(jìn)行重點(diǎn)探究，確保電子產(chǎn)品的整體質(zhì)量和相關(guān)性能都能夠符合行業(yè)的要求，同時(shí)對(duì)塑封成型過(guò)程中一些不良情況進(jìn)行原因分析，通過(guò)具體的措施和辦法解決塑封成型過(guò)程中的難題，使我國(guó)的電子產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)化發(fā)展。

一、 針對(duì)封裝材料的簡(jiǎn)要介紹

環(huán)氧模塑料是微電子產(chǎn)品在塑封過(guò)程中經(jīng)常使用的一種材料，一般來(lái)說(shuō)，環(huán)氧模塑料通常被叫做塑封料，它主要是以環(huán)氧樹脂為主要材料，并把它與固化劑、改性劑和脫模劑相結(jié)合，再加以一定的著色劑、填料劑等，將以上這些材料，按照一定的比例充分的混合起來(lái)，再通過(guò)專業(yè)的設(shè)備，按照規(guī)定的要求制作大小不同、形狀不同的塑料。在環(huán)氧模塑料加工成型的一系列過(guò)程當(dāng)中，不僅會(huì)發(fā)生物理變化還會(huì)發(fā)生一些化學(xué)變化，一些化學(xué)反應(yīng)使塑料具有了良好的耐熱性和穩(wěn)定性，在一定程度上提高了電子元件的整體性能，使其力學(xué)性能和機(jī)械性能可以很好地滿足相關(guān)的要求。與此同時(shí)，環(huán)氧模塑料的整個(gè)制作工藝較為簡(jiǎn)單，可靠性好安全性高，且可以用于工廠的大規(guī)模生產(chǎn)，整體價(jià)格較為便宜，企業(yè)可以從中獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。就目前來(lái)說(shuō)，環(huán)氧模塑料在我國(guó)甚至世界范圍內(nèi)都是使用最為普遍的一種電子產(chǎn)品塑封材料。

二、 電子產(chǎn)品塑封成型不良原因分析及其相關(guān)的措施建議

2.1塑封體上會(huì)出現(xiàn)氣孔和氣泡

電子產(chǎn)品塑封成型過(guò)程中，塑封體上會(huì)出現(xiàn)氣孔或者氣泡，造成這種現(xiàn)象的原因是：首先，環(huán)氧模塑料本身的性質(zhì)與其密切相關(guān)，塑封體作為一種高分子的化學(xué)材料其分子間隙一般在50～200nm之間，其間距會(huì)讓水分子順利地滲透進(jìn)去。換句話說(shuō)，水分子會(huì)通過(guò)環(huán)氧模塑料滲透進(jìn)電子芯片當(dāng)中，進(jìn)而影響電子芯片的性能。與此同時(shí)，環(huán)氧模塑料流動(dòng)性強(qiáng)，其直徑和密度的相關(guān)特性會(huì)使其在成型過(guò)程中產(chǎn)生一些氣體或者氣泡。其次，塑封體上的氣孔氣泡的產(chǎn)生還與工藝條件有關(guān)，溫度和壓力是影響塑封體上氣孔氣泡產(chǎn)生的重要原因，同時(shí)氣孔氣泡的產(chǎn)生還與工藝時(shí)間有關(guān)。第三，塑封體上氣孔氣泡的產(chǎn)生與環(huán)氧模塑料成型工藝操作有著較大的關(guān)系，生產(chǎn)過(guò)程若沒(méi)有嚴(yán)格的按照行業(yè)要求和相關(guān)規(guī)定操作，就會(huì)導(dǎo)致環(huán)氧模塑料的濕度過(guò)大，在儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中也要嚴(yán)格按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作，否則就會(huì)造成環(huán)氧模塑料受潮，進(jìn)而引起塑封體上氣孔氣泡的產(chǎn)生。在具體使用過(guò)程中要十分小心，確保不會(huì)因?yàn)椴僮魇д`而出現(xiàn)一些缺陷。最后，塑封體上的氣孔和氣泡還與成型模具的結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系，環(huán)氧模塑料的料餅要與成型模具的大小、尺寸相符合，這樣才不會(huì)使料筒和料餅之間有較大的縫隙，進(jìn)而使空氣進(jìn)入縫隙中。除此之外，成型模具也應(yīng)該具有排氣槽這類排氣結(jié)構(gòu)，且排氣槽的位置要科學(xué)合理，確保排氣過(guò)程中能夠充分的將氣體排泄干凈，盡量減少氣體在模具中的滯留，進(jìn)而使塑封體產(chǎn)生氣孔氣泡。

針對(duì)以上塑封體氣孔氣泡的產(chǎn)生問(wèn)題，我們可以通過(guò)以下的措施避免或?qū)⑵浣鉀Q，首先要對(duì)環(huán)氧模塑料的性能進(jìn)行充分的研究與分析，選擇流動(dòng)性符合實(shí)際要求的塑封料，根據(jù)塑封料的特性，選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)熱時(shí)間，將環(huán)氧模塑料的性能發(fā)揮到最佳，盡量的提高料餅的密度。其次，在成型過(guò)程中要選擇最為合適的工藝條件，準(zhǔn)確把握成型過(guò)程的溫度和時(shí)間，確保壓力條件符合要求，盡量避免溫度過(guò)高或過(guò)低對(duì)成形過(guò)程造成的影響，傳遞的壓力不宜過(guò)大，注壓的速度要適中，不應(yīng)過(guò)快或過(guò)慢。第三，對(duì)環(huán)氧模塑料的生產(chǎn)過(guò)程和使用過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督，確保生產(chǎn)操作和使用過(guò)程符合行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，還要確保環(huán)氧模塑料在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中不會(huì)受潮。最后，要選擇直徑相匹配相符合的料餅和料筒。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)料筒的直徑一般要小于57毫米，尿餅的直徑一般不大于2毫米。

2.2填充工作存在著一定的缺陷

首先，模具本身存在著一些缺陷，例如模具的上行腔與下行腔的厚度不相匹配，模具的澆筑系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)缺乏合理性，澆口和排氣槽的塑料在設(shè)計(jì)方面存在著一些缺陷，排氣槽的位置和大小與實(shí)際情況也不夠符合。對(duì)于供料系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，一般是采用單料銅，供料系統(tǒng)與具體情況有時(shí)存在著不協(xié)調(diào)的情況，模具在進(jìn)行清洗時(shí)，清洗不得當(dāng)會(huì)使模具的進(jìn)料口被一些大顆粒堵塞，進(jìn)而影響模具的下一次使用。

其次，在工藝操作方面也存在著一些不足，模具的預(yù)熱時(shí)間控制的不夠合理，對(duì)于預(yù)熱時(shí)間的把握不夠精準(zhǔn)，使得模具溫度不能夠達(dá)到操作的要求，且模具溫度傳遞時(shí)間和傳遞的壓力，在具體操作中對(duì)其控制不夠準(zhǔn)確，時(shí)間把握的不合理，也就使得傳遞速度不能夠達(dá)到預(yù)期的要求。

第三，在材料選擇方面，材料選擇不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致環(huán)氧模塑料不能夠充分發(fā)揮其應(yīng)有的性能或者使環(huán)氧模塑料受潮，特別是對(duì)于環(huán)氧模塑料的保質(zhì)期，相關(guān)的工作人員要特別注意，確保環(huán)氧模塑料的使用能夠在規(guī)定的期限之內(nèi)。

對(duì)于以上的不足和缺陷，我們可以采用以下的措施預(yù)防或者解決：首先，針對(duì)填充過(guò)程中存在的缺陷，我們可以選用多個(gè)料筒，增加供料形式的多樣性，進(jìn)而提高產(chǎn)品整體的封裝質(zhì)量。其次，對(duì)模具進(jìn)行徹底的清洗，選用科學(xué)合理的清洗方式，再加以適當(dāng)?shù)那逑磩瑖?yán)格按照行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和要求對(duì)使用的模具進(jìn)行定期清洗工作，若模具使用次數(shù)過(guò)多，在使用之后就要立即清洗。第三，對(duì)操作過(guò)程中的溫度和壓力進(jìn)行準(zhǔn)確把握，確保模具的溫度和傳遞壓力能夠達(dá)到相應(yīng)的要求，但同時(shí)又不會(huì)過(guò)高。對(duì)傳遞的時(shí)間進(jìn)行精準(zhǔn)把握，操作人員可以在操作過(guò)程開(kāi)始之前對(duì)環(huán)氧模塑料的一些性能進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，確定環(huán)氧模塑料性能最好的溫度和壓力，繼而為成型過(guò)程創(chuàng)造最好的工藝條件。最后在選擇環(huán)氧模塑料的時(shí)候，要確保其使用和操作的日期在規(guī)定的期限之內(nèi)，盡量避免環(huán)氧模塑料的受潮，嚴(yán)禁使用過(guò)期的環(huán)氧模塑料，當(dāng)塑料的粘度出現(xiàn)一些變化時(shí)，相關(guān)的操作人員要對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)檢查，選出質(zhì)量最為優(yōu)質(zhì)的環(huán)氧模塑料。

2.3脫模過(guò)程中的相關(guān)問(wèn)題

脫模過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)澆口殘留的情況，造成這種現(xiàn)象的主要原因有：首先，塑封料的粘度不在規(guī)定的范圍之內(nèi)，粘度過(guò)高也就會(huì)造成澆口殘留。其次，澆口的形狀和位置與實(shí)際情況不相符合。最后，成型的工藝條件和脫模過(guò)程中澆口的方式方法不匹配，這也就造成澆口殘留的情況。

對(duì)于脫模過(guò)程中澆口殘留問(wèn)題的這類現(xiàn)象，我們可以采取以下措施將其解決：首先，對(duì)塑封材料的粘度進(jìn)行科學(xué)合理的選取，確保粘度與實(shí)際情況相匹配。其次，控制脫模的角度，澆口填充的角度也要進(jìn)行準(zhǔn)確控制，可以采用下澆口的方式進(jìn)行相應(yīng)的填充工作。最后，選用科學(xué)合理的工藝條件，確保脫模過(guò)程中受力的平衡性。

2.4塑封體上熔接痕產(chǎn)生的原因及相關(guān)的對(duì)策措施

造成塑封體上熔接痕的原因主要有：首先，成型的條件達(dá)不到相應(yīng)的要求或成型工藝方式方法的選擇不合理。其次，填充過(guò)程中存在著一些缺陷，澆筑體系的設(shè)計(jì)與實(shí)際情況不匹配。最后塑封料本身就存在著一定的缺陷，進(jìn)而使得塑封體上會(huì)出現(xiàn)熔接痕。

針對(duì)塑封體上熔接痕的問(wèn)題，我們可以采取以下幾種方式進(jìn)行預(yù)防和解決：首先，對(duì)成型的工藝條件進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保工藝條件與具體情況相匹配。其次，要始終保持模具上型腔與下型腔的薄厚一致，在設(shè)計(jì)時(shí)，就要根據(jù)具體的實(shí)際情況對(duì)排氣槽進(jìn)行合理安置，同時(shí)還要確保澆口的合理設(shè)置。最后，對(duì)于塑封材料的選擇要嚴(yán)謹(jǐn)，確保選取的塑封材料符合實(shí)際加工的要求。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)以上的分析，我們發(fā)現(xiàn)微電子產(chǎn)品的封裝形式關(guān)系著微電子產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，就目前來(lái)說(shuō)，絕大多數(shù)的微電子產(chǎn)品都使用塑料封裝，而塑料封裝在具體操作過(guò)程中，還存在著一些不足，因此相關(guān)的工作人員在對(duì)電子產(chǎn)品進(jìn)行封裝之前要對(duì)其材料進(jìn)行科學(xué)合理的選取，充分了解材料的各項(xiàng)性能，確保選取的材料與封裝的模具也能夠相匹配。在進(jìn)行工藝操作之前，可以對(duì)選取材料的性能進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)，降低在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中劣質(zhì)品產(chǎn)生的概率。在電子產(chǎn)品塑封成型過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的一些問(wèn)題，我們要進(jìn)行重點(diǎn)預(yù)防并對(duì)其成型不良的原因進(jìn)行重點(diǎn)分析，根據(jù)相關(guān)的原因提出切實(shí)可行的對(duì)策，提高電子產(chǎn)品整體的封裝質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]朱平安， 項(xiàng)永金， 張秀鳳. 引線式軸向塑封二極管可靠性研究與應(yīng)用[J]. 電子產(chǎn)品世界， 2020， v.27;No.380（09）：85-87.

[2]華漢良. 塑封器件的高溫高濕試驗(yàn)失效分析及生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)采取的措施[C]// 中國(guó)電子學(xué)會(huì)電子產(chǎn)品可靠性與質(zhì)量管理學(xué)會(huì)第三屆學(xué)術(shù)年會(huì). 0.

[3]來(lái)萍， 恩云飛， 牛付林. 塑封微電路（PEM）應(yīng)用于高可靠領(lǐng)域的風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策[C]// 全國(guó)可靠性物理學(xué)術(shù)討論會(huì). 2005.

[4]李成. 注塑成型過(guò)程中常見(jiàn)缺陷成因分析與解決措施[J]. 數(shù)字化用戶， 2018， 024（019）：86.