解读EMC封装成形常见缺陷及其对策

时间:2021-05-23来源:佚名

  塑料封装以其独特的优势而成为当前微电子封装的主流,约占封装市场的95%以上。塑封产品的广泛应用,也为塑料封装带来了前所未有的发展,但是几乎所有的塑封产品成形缺陷问题总是普遍存在的,也无论是采用先进的传递模注封装,还是采用传统的单注塑模封装,都是无法完全避免的。相比较而言,传统塑封模成形缺陷几率较大,种类也较多,尺寸越大,发生的几率也越大。塑封产品的质量优劣主要由四个方面因素来决定:A、EMC的性能,主要包括胶化时间、黏度、流动性、脱模性、粘接性、耐湿性、耐热性、溢料性、应力、强度、模量等;B、模具,主要包括浇道、浇口、型腔、排气口设计与引线框架设计的匹配程度等;C、封装形式,不同的封装形式往往会出现不同的缺陷,所以优化封装形式的设计,会大大减少不良缺陷的发生;D、工艺参数,主要包括合模压力、注塑压力、注塑速度、预热温度、模具温度、固化时间等。

  下面主要对在塑封成形中常见的缺陷问题产生的原因进行分析研究,并提出相应有效可行的解决办法与对策。

  1.封装成形未充填及其对策

  封装成形未充填现象主要有两种情况:一种是有趋向性的未充填,主要是由于封装工艺与EMC的性能参数不匹配造成的;一种是随机性的未充填,主要是由于模具清洗不当、EMC中不溶性杂质太大、模具进料口太小等原因,引起模具浇口堵塞而造成的。从封装形式上看,在DIP和QFP中比较容易出现未充填现象,而从外形上看,DIP未充填主要表现为完全未充填和部分未充填,QFP主要存在角部未充填。 未充填的主要原因及其对策:

  (1)由于模具温度过高,或者说封装工艺与EMC的性能参数不匹配而引起的有趋向性的未充填。预热后的EMC在高温下反应速度加快,致使EMC的胶化时间相对变短,流动性变差,在型腔还未完全充满时,EMC的黏度便会急剧上升,流动阻力也变大,以至于未能得到良好的充填,从而形成有趋向性的未充填。在VLSI封装中比较容易出现这种现象,因为这些大规模电路每模EMC的用量往往比较大,为使在短时间内达到均匀受热的效果,其设定的温度往往也比较高,所以容易产生这种未充填现象。) 对于这种有趋向性的未充填主要是由于EMC流动性不充分而引起的,可以采用提高EMC的预热温度,使其均匀受热;增加注塑压力和速度,使EMC的流速加快;降低模具温度,以减缓反应速度,相对延长EMC的胶化时间,从而达到充分填充的效果。

  (2)由于模具浇口堵塞,致使EMC无法有效注入,以及由于模具清洗不当造成排气孔堵塞,也会引起未充填,而且这种未充填在模具中的位置也是毫无规律的。特别是在小型封装中,由于浇口、排气口相对较小,所以最容易引起堵塞而产生未充填现象。对于这种未充填,可以用工具清除堵塞物,并涂上少量的脱模剂,并且在每模封装后,都要用刷子将料筒和模具上的EMC固化料清除干净。

  (3)虽然封装工艺与EMC的性能参数匹配良好,但是由于保管不当或者过期,致使EMC的流动性下降,黏度太大或者胶化时间太短,均会引起填充不良。其解决办法主要是选择具有合适的黏度和胶化时间的EMC,并按照EMC的储存和使用要求妥善保管。

  (4)由于EMC用量不够而引起的未充填,这种情况一般出现在更换EMC、封装类型或者更换模具的时候,其解决办法也比较简单,只要选择与封装类型和模具相匹配的EMC用量,即可解决,但是用量不宜过多或者过少。

  2、封装成形气孔及其对策

  在封装成形的过程中,气孔是最常见的缺陷。根据气孔在塑封体上产生的部位可以分为内部气孔和外部气孔,而外部气孔又可以分为顶端气孔和浇口气孔。气孔不仅严重影响塑封体的外观,而且直接影响塑封器件的可靠性,尤其是内部气孔更应重视。常见的气孔主要是外部气孔,内部气孔无法直接看到,必须通过X射线仪才能观察到,而且较小的内部气孔Bp使通过x射线也看不清楚,这也为克服气孔缺陷带来很大困难。那么,要解决气孔缺陷问题,必须仔细研究各类气孔形成的过程。但是严格来说,气孔无法完全消除,只能多方面采取措施来改善,把气孔缺陷控制在良品范围之内。

  从气孔的表面来看,形成的原因似乎很简单,只是型腔内有残余气体没有有效排出而形成的。事实上,引起气孔缺陷的因素很多,主要表现在以下几个方面:A、封装材料方面,主要包括EMC的胶化时间、黏度、流动性、挥发物含量、水分含量、空气含量、料饼密度、料饼直径与料简直径不相匹配等;B、模具方面,与料筒的形状、型腔的形状和排列、浇口和排气口的形状与位置等有关;C、封装工艺方面,主要与预热温度、模具温度、注塑速度、注塑压力、注塑时间等有关。

  在封装成形的过程中,顶端气孔、浇口气孔和内部气孔产生的主要原因及其对策:

  (1)、顶端气孔的形成主要有两种情况,一种是由于各种因素使EMC黏度急剧-上升,致使注塑压力无法有效传递到顶端,以至于顶端残留的气体无法排出而造成气孔缺陷;一种是EMC的流动速度太慢,以至于型腔没有完全充满就开始发生固化交联反应,这样也会形成气孔缺陷。解决这种缺陷最有效的方法就是增加注塑速度,适当调整预热温度也会有些改善。

  (2)、浇口气孔产生的主要原因是EMC在模具中的流动速度太快,当型腔充满时,还有部分残余气体未能及时排出,而此时排气口已经被溢出料堵塞,最后残留气体在注塑压力的作用下,往往会被压缩而留在浇口附近。解决这种气孔缺陷的有效方法就是减慢注塑速度,适当降低预热温度,以使EMC在模具中的流动速度减缓;同时为了促进挥发性物质的逸出,可以适当提高模具温度。

  (3)、内部气孔的形成原因主要是由于模具表面的温度过高,使型腔表面的EMC过快或者过早发生固化反应,加上较快的注塑速度使得排气口部位充满,以至于内部的部分气体无法克服表面的固化层而留在内部形成气孔。这种气孔缺陷一般多发生在大体积电路封装中,而且多出现在浇口端和中间位置。要有效的降低这种气孔的发生率,首先要适当降低模具温度,其次可以考虑适当提高注塑压力,但是过分增加压力会引起冲丝、溢料等其他缺陷,比较合适的压力范围是8~10Mpa。

  3、封装成形麻点及其对策

相关阅读

Nitride开发超微缩UV LED芯片量产技术,将应用于AR显示屏等领域

CINNO Research产业资讯,日本德岛县鸣门市的UV-LED开发商Nitride Semiconductors(前身为德岛大学S-VBL氮化物半导体研究所,以下简称Nitride)开发了一种超微缩UV-LED芯片的大规模生产技术。芯片...
2021-07-27

LED芯片尺寸根据功率划分及种类

随着半导体LED技术的发展,其在照明领域的应用也越来越多,特别是白光LED的出现,更是成为半导体照明的热点。但是关键的芯片、封装技术还有待提高,在芯片方面要朝大功率、高光...
2021-05-23

南洋理工Nripan Mathews团队:室温下钙钛矿纳米晶的精确调控

室温合成钙钛矿纳米晶缺乏通过高温方法可以获得的尺寸可调性。在此,新加坡南洋理工大学Nripan Mathews教授团队概述了一种可扩展的方法,利用不同的配体在室温下对CsPbBr3纳米晶体(...
2021-05-23
南洋理工Nripan Mathews团队:室温下钙钛矿纳米晶的精确调控

LED导电银胶来料检验精解

导电银胶是由银粉填充入基体树脂形成的具有导热、导电及粘结性能的复合材料。基体树脂固化后作为导电胶的分子骨架,决定了导电银胶的力学性能和粘接性能。银粉在基体树脂中形...
2021-05-23

新成像技术现可分辨好坏碳基量子点

微小的荧光半导体点被称为量子点,在各种医疗和电子技术中都有重要应用,这些量子点由有毒、昂贵的金属制成的。虽然无毒、经济的碳基圆点易于生产,但它们发出的光更少。 一项...
2021-05-23
新成像技术现可分辨好坏碳基量子点

热销商品

加厚abs安全帽电工建筑工地程施工领导监理透气防砸头盔可印字V型

这款加厚ABS安全帽专为电工、建筑工地施工人员、领导及监理设计,采用高强度ABS工程塑料,抗冲击、防砸性能优异,有效保障头部安全。帽体加厚设计,增强耐用性与防护等级...
5.8

欧普led筒灯3w孔灯超薄桶灯吊顶天花灯过道嵌入式洞灯客厅5w

欧普LED筒灯是一款高品质嵌入式照明产品,适用于客厅、过道、吊顶等多种场景。采用优质LED光源,提供3W和5W两种功率选择,光线柔和均匀,显色指数高,有效还原真实色彩。超...
7.45

水口钳高硬度模型剪钳电子钳工业级口水剪斜嘴钳偏口斜口专用钳子

水口钳高硬度模型剪钳是一款工业级精密工具,专为电子、模型制作及精细作业设计。采用优质高碳钢材质,经热处理工艺打造,具备卓越的硬度和耐磨性,可轻松剪切金属引脚、...
4.8

170电子剪钳II 如意斜口钳 工业斜嘴钳水口钳 模型剪塑胶钳尖嘴钳

170电子剪钳II如意斜口钳是一款专业级精密工具,集工业斜嘴钳、水口钳、模型剪、塑胶钳与尖嘴钳功能于一体,适用于电子维修、模型制作、手工艺及精密作业。其采用优...
4.5

安全帽国标工地加厚施工领导透气安全头盔建筑工程监理免费印字

本款安全帽严格遵循国家GB 2811-2019标准,专为建筑工程、工地施工及监理人员设计。采用高强度ABS工程塑料,加厚壳体有效抗冲击,保障头部安全。帽体轻盈透气,内置可调...
10

网站栏目