摘要：本文主(zhǔ)要通過對EMC封裝(zhuāng)成形的過程中(zhōng)常出現的問😘題(ti)🐕(缺陷❌)一未填充(chōng)、氣孔、麻點、沖絲(si)、開裂、溢料、粘模(mo)等🔴進行分析與(yǔ)研究，并提出行(hang)之有效的解決(jue)辦法與對策。
塑(su)料封裝以其獨(du)特的優勢而成(cheng)爲當前微電子(zǐ)封裝的主流，約(yue)占封裝市場的(de)95%以上。塑封産品(pin)的廣泛應用，也(ye)爲塑料⚽封裝帶(dài)來了前所未有(you)的發展，但是幾(ji)乎所有的塑🌏封(fēng)産品成形缺陷(xiàn)問題總是普遍(bian)存在的，也無論(lùn)是采用先進的(de)傳遞模注封裝(zhuang)，還是采用傳統(tǒng)的單注塑模封(feng)裝🤞,都是無法完(wán)全避免的。相比(bǐ)較而言，傳統塑(sù)封模成形缺陷(xian)幾率較大，種類(lei)也較多，尺寸越(yuè)大，發生的幾率(lü)也越大。塑封産(chǎn)品的質🍓量優劣(liè)主要由四個♻️方(fāng)面因素來決定(ding)：A、EMC的性能，主要包(bāo)括膠化時間、黏(nian)度、流動性、脫模(mo)性、粘接性、耐濕(shi)性🔅、耐熱性、溢料(liao)性、應力、強度、模(mo)量等;B、模具，主要(yao)包括澆道、澆口(kou)、型腔♻️、排氣口設(she)計與引線框架(jià)設計的匹配程(cheng)度等;C、封裝形式(shì)，不同的封裝✂️形(xing)式往往會出現(xian)不同的缺陷🚩，所(suǒ)以優化封裝形(xíng)式的設計，會大(da)大減少不良缺(que)陷的發生;D、工藝(yi)參數，主要包括(kuò)合模壓力、注塑(su)壓力、注塑速度(du)、預熱溫度、模㊙️具(ju)溫度、固化時間(jiān)等。
下面主要對(dui)在塑封成形中(zhong)常見的缺陷問(wen)題産生的原因(yīn)進♋行分析研究(jiū)，并提出相應有(yǒu)效可行的解決(jue)辦法與對策。
1.封(fēng)裝成形未充填(tián)及其對策
(2)由于模具(ju)澆口堵塞，緻使(shǐ)EMC無法有效注入(ru)，以及由于模具(ju)☂️清洗不📱當造成(cheng)排氣孔堵塞，也(ye)會引起未充填(tian)🌈，而且這種📱未充(chōng)填在模具中的(de)位置也是毫無(wu)規律的。特别是(shì)在小🏃♂️型封裝中(zhong)，由于澆口、排氣(qi)口相對較小，所(suǒ)以最容易引起(qǐ)堵塞而産生未(wèi)充填現象。對于(yu)🔴這種未充填⛹🏻♀️，可(kě)以用工具清除(chú)堵塞物，并塗上(shang)少量🌍的脫模劑(jì)，并且🧑🏾🤝🧑🏼在每模封(fēng)裝後，都要用**和(hé)刷子将料筒和(hé)模具上的EMC固🔴化(huà)料清除幹淨。
(3)雖(suī)然封裝工藝與(yu)EMC的性能參數匹(pi)配良好，但是由(yóu)于保管不當❤️或(huò)者過期，緻使EMC的(de)流動性下降，黏(nian)度太大或者膠(jiāo)化時間太短💃，均(jun)會引起填充不(bu)良。其解決辦法(fǎ)主要🤟是選擇具(ju)有合适的黏度(dù)和膠化時間的(de)EMC，并按照EMC的儲🔞存(cun)和使用要求妥(tuo)善保管。
(4)由于EMC用(yòng)量不夠而引起(qǐ)的未充填，這種(zhong)情況一般出♊現(xiàn)在更換EMC、封裝類(lei)型或者更換模(mó)具的時候，其解(jiě)決👅辦法也比較(jiào)簡🌈單，隻要選擇(ze)與封裝類型和(hé)模具相匹配的(de)EMC用量，即可解決(jué)，但是用🔞量不宜(yí)過多或者過少(shǎo)。
2、封裝成形氣孔(kǒng)及其對策
在封(feng)裝成形的過程(cheng)中，氣孔是最常(chang)見的缺陷。根據(jù)氣孔✊在塑🙇🏻封❤️體(ti)上産生的部位(wei)可以分爲内部(bu)氣孔☁️和外部氣(qì)孔，而外部氣孔(kǒng)✨又可以分爲頂(dǐng)端氣孔和澆口(kou)氣孔。氣孔不僅(jin)嚴重影響塑封(feng)體的外觀，而且(qie)直接影響💘塑封(fēng)器件的可靠性(xìng)，尤其是内部氣(qì)孔更應重視。常(cháng)見的氣孔主要(yào)是外部氣孔，内(nei)部氣孔無🚩法直(zhí)接看到，必♊須通(tong)過X射線儀才能(néng)觀察到，而且較(jiào)♍小的内部氣孔(kong)Bp使通過x射線也(ye)看不清楚，這也(yě)爲克服🔞氣孔缺(quē)陷帶來很大困(kun)難。那麽，要解決(jué)氣孔缺陷問題(ti)，必須🌈仔細研究(jiu)各類氣孔形成(chéng)的過程。但是嚴(yan)格來說，氣孔無(wú)法完全消除，隻(zhī)能多方面采取(qu)措施💋來改善，把(ba)氣孔缺陷控制(zhì)在良品範圍之(zhi)内。
從氣孔的表(biao)面來看，形成的(de)原因似乎很簡(jiǎn)單，隻是型腔内(nei)有殘餘氣體沒(méi)有有效排出而(er)形成的。事實上(shàng)，引起氣孔缺陷(xiàn)的因素很多，主(zhǔ)要表現在以下(xia)幾個方面：A、封裝(zhuāng)材料方面📱，主要(yao)包括EMC的膠化時(shi)間、黏度📧、流動性(xìng)、揮發物含量、水(shuǐ)分含量♊、空氣含(hán)量🙇🏻、料餅密度、料(liào)餅直徑與⭐料簡(jian)直徑不相匹配(pei)等;B、模具方面，與(yu)料筒的形狀、型(xíng)腔的形狀和排(pai)列、澆口和排氣(qì)口的形狀與位(wèi)置🐪等有關;C、封裝(zhuāng)工藝方面，主🥰要(yao)與預熱溫度、模(mó)具溫度、注塑速(su)度🌂、注塑壓力、注(zhu)塑時間等有關(guan)。
在封裝成形的(de)過程中，頂端氣(qi)孔、澆口氣孔和(hé)内部氣孔産🌈生(sheng)的主要原因及(ji)其對策：
(1)、頂端氣(qì)孔的形成主要(yao)有兩種情況，一(yi)種是由于各種(zhong)因素♍使EMC黏度急(jí)劇-上升，緻使注(zhu)塑壓力無法有(you)效傳遞到頂端(duan)，以💜至于頂端👣殘(cán)留的氣體無法(fa)排出而造成氣(qì)🌏孔缺陷;一種是(shi)❤️EMC的流動速度太(tai)慢，以至于型🙇🏻腔(qiāng)沒有完全充滿(mǎn)就開始發生固(gu)化交聯反應，這(zhè)樣也會形成氣(qì)孔缺陷。解決這(zhe)種缺陷最有效(xiào)的方法⚽就是增(zeng)加注🍉塑速度，适(shì)當調整預熱溫(wēn)度也會有些改(gai)善。
(2)、澆口氣孔産(chan)生的主要原因(yīn)是EMC在模具中的(de)流動速度⛱️太快(kuài)，當型腔充滿時(shí)，還有部分殘餘(yu)氣體未能及時(shi)排出，而此時排(pai)氣口已經被溢(yi)出料堵塞，最後(hou)殘留氣體在注(zhù)塑壓力的作用(yong)下，往往會被壓(yā)縮而留在澆口(kǒu)附近。解決這種(zhong)氣孔缺🈲陷的有(you)效⛹🏻♀️方法就是減(jian)慢注塑速度，适(shi)當降低預熱溫(wen)度，以使EMC在模具(ju)中的流動速度(dù)減🈚緩;同時爲了(le)促進揮發性物(wu)質的逸⭐出，可以(yi)适當提高⁉️模具(ju)溫度。
(3)、内部氣孔(kǒng)的形成原因主(zhǔ)要是由于模具(jù)表面的溫度過(guò)😍高❗，使🛀🏻型㊙️腔表面(mian)的EMC過快或者過(guò)早發生固化反(fǎn)應，加上較快的(de)注塑速度使得(de)排氣口部位充(chong)滿，以至于内部(bù)的部分氣體無(wu)法克🧑🏾🤝🧑🏼服表面的(de)固化層而留在(zai)内部形成氣孔(kǒng)。這種氣孔缺陷(xiàn)一般多發生在(zai)大體積電路封(feng)裝中，而且多出(chu)現在澆口端和(he)中間位置。要有(you)效的降低這種(zhǒng)氣孔的發生率(lǜ)，首先☂️要适當降(jiàng)低模具溫度，其(qí)次可以考慮适(shì)當提高注塑壓(yā)力，但是過分增(zeng)加壓力會引起(qi)沖絲、溢料等其(qi)他缺陷，比較合(he)🙇♀️适的壓力範圍(wei)是8～10Mpa。
3、封裝成形麻(ma)點及其對策
在(zài)封裝成形後，封(feng)裝體的表面有(you)時會出現大量(liang)微✉️細小🧑🏾🤝🧑🏼孔，而🛀且(qiě)位置都比較集(ji)中，看蔔去是一(yi)片麻點。這些缺(quē)陷往往會伴随(sui)其他缺陷同時(shi)出現，比如未充(chōng)填、開裂等。這種(zhǒng)缺陷産生的原(yuan)因主要是料餅(bǐng)在🔱預熱的過程(cheng)中受熱不均勻(yun)，各部位的溫差(chà)較大，注入模腔(qiang)後引起固化反(fan)應👄不一緻，以至(zhi)🌈于形成麻點缺(que)陷。引起料餅📐受(shou)熱不均勻的因(yīn)素也比較多，但(dan)是主要有以💚下(xià)三種情況：
(2)、料餅預(yu)熱時放置不當(dāng)。在預熱結束取(qǔ)出料餅時，往往(wǎng)會發現料餅的(de)兩端比較軟，而(er)中間的比較硬(ying)，溫差較🏃♀️大。一般(ban)預熱溫度設置(zhi)在84-88℃時，溫差在8～10℃左(zuǒ)右，這樣⭕封裝成(cheng)形時最容易出(chu)現麻點缺陷。要(yao)解決因溫差較(jiao)大而引起的麻(ma)點缺陷，可以在(zài)預熱時🌈将各料(liao)餅之間留有一(yi)定的空隙來放(fang)置，使各料餅都(dou)能充分💁均勻受(shòu)熱。經驗表明，在(zài)投料時先投中(zhong)間料餅後投兩(liang)端料餅👨❤️👨，也會改(gǎi)善這種因溫差(cha)較💘大而帶來的(de)缺💁陷。
(3)、預熱機加(jia)熱闆高度不合(hé)理，也會引起受(shou)熱不均勻，從而(ér)💰導緻麻點的産(chǎn)生。這種情況多(duō)發生在同一預(yu)熱機上使用不(bú)同大♻️小的料餅(bǐng)時，而沒有調整(zheng)加熱🌐闆的高度(du)，使得加熱闆與(yu)料餅距離忽遠(yuan)忽近，以至于料(liào)餅受🍓熱不均。經(jīng)驗證明，它們之(zhi)間比較合理的(de)距離是3-5mm，過近或(huo)者過遠均不合(he)适。
在(zài)封裝成形時，EMC呈(chéng)現熔融狀态，由(yóu)于具有一定的(de)熔⭐融🤩黏度和流(liú)動速度，所以自(zì)然具有一定的(de)沖力，這種沖💚力(li)作⭕用在⛱️金絲♉上(shang)，很容易使金絲(sī)發生偏移，嚴重(zhòng)的會💁造成金絲(si)沖斷。這種沖絲(sī)現象在塑封的(de)過程中是很常(chang)見的，也是無法(fa)完全消除的，但(dàn)是如果選擇适(shì)當的黏度和流(liú)速🔞還是可以控(kòng)制在良品範👄圍(wéi)之内的。EMC的熔融(róng)黏度和流動速(su)度對金絲的沖(chong)力影響，可以🌐通(tong)過建立一個🏃🏻♂️數(shù)學模型來解釋(shì)。可以假設熔融(rong)的EMC爲理想流體(tǐ)，則沖力F=KηυSinQ，K爲常數(shù)，η爲EMC的熔融黏度(dù)，υ爲流動速度，Q爲(wèi)流動✂️方向與金(jin)絲的夾角。從公(gong)式可以看出：η越(yuè)大，υ越💰大，F越大;Q越(yuè)大，F也越大;F越大(dà)，沖絲越嚴重。
要(yao)改善沖絲缺陷(xian)的發生率，關鍵(jian)是如何選擇和(hé)控制EMC的熔融黏(nian)👄度和流速。一般(ban)來說，EMC的熔融黏(nian)度是由高到低(di)再到高的一個(gè)變化過程，而且(qiě)存在一個低黏(nián)度期，所以選擇(ze)一個合理的注(zhu)塑時間，使模腔(qiang)中的EMC在低黏度(du)期中流✌️動，以減(jian)少沖力。選擇一(yi)個合适的流動(dong)速度也是減小(xiao)沖♈力的有效辦(ban)法，影響流動🈲速(sù)度的因素很多(duo)，可以從注塑🙇🏻速(sù)度、模具溫度、模(mó)具流道、澆口等(deng)因素來考慮。另(ling)外，長金絲的封(feng)裝産品🛀🏻比短金(jin)絲的封裝産品(pin)更容易發生沖(chong)絲現象，所以💃🏻芯(xīn)片的尺寸與小(xiao)島的尺寸要匹(pi)配，避免大島小(xiǎo)芯📧片現象，以減(jian)小沖絲程度。)
5、封(feng)裝成形開裂及(ji)其對策
6、封裝成(cheng)形溢料及其對(dui)策
在封裝成形(xing)的過程中，溢料(liào)又是一個常見(jiàn)的缺陷形🤩式，而(ér)這❓種🌍缺陷本身(shēn)對封裝産品的(de)性能沒有影響(xiǎng)，隻會影響後來(lái)的可焊性和外(wai)觀。溢料産生的(de)原因可以從兩(liang)個方面來考慮(lǜ)，一是材料方面(miàn)，樹脂黏度過低(dī)、填料粒度分布(bù)不合理等都會(huì)引🌈起溢料的發(fā)生，在黏度的允(yǔn)許範圍😘内，可以(yǐ)選擇🈲黏度較大(da)的樹脂，并調整(zhěng)🙇🏻填😍料的粒度分(fèn)布，提高填充量(liàng)，這樣可以從EMC的(de)自身上提🔴高其(qí)抗☔溢料性能;二(èr)是封裝工藝方(fāng)面，注塑壓力過(guò)大，合模壓力過(guo)低，同樣可以引(yin)起溢料的産生(sheng)，可以通過❓适當(dang)降低注塑壓力(li)和提高💞合模壓(yā)力，來改善這一(yi)缺陷。由于塑封(fēng)模長期使用🏃🏻後(hou)表面磨損或基(jī)座不平整，緻使(shǐ)合模後的間隙(xì)較💔大，也會造成(chéng)溢料，而生産中(zhōng)見到的嚴重溢(yì)料現象往往都(dōu)是😄這種原因引(yǐn)起的，可以盡量(liang)減少磨損，調🔞整(zheng)基座的平整度(du)，來💞解決這種溢(yì)料缺陷。
7、封裝成(chéng)形粘模及其對(duì)策
封裝成形粘(zhan)模産生的原因(yin)及其對策：A、固化(hua)時間太短，EMC未完(wan)全固化而造成(cheng)的粘模，可以适(shi)當延長固化🌈時(shí)間，增加合模時(shí)間使之🧡充分固(gù)化;B、EMC本身脫模性(xìng)能較差而造成(chéng)的粘模隻能從(cong)材料方面來改(gai)善EMC的脫模性能(neng)，或者封裝成形(xing)的過程中，适當(dāng)的外加脫模劑(jì);C、模具表面沾污(wu)也會引起粘模(mó)，可以通過清洗(xi)模❄️具來解決;D、模(mo)具溫度過低同(tong)樣會引起粘模(mó)現象，可以适當(dang)提高模具溫度(du)來加以改善。
8.結(jie)語
總之，塑封成(cheng)形的缺陷種類(lèi)很多，在不同的(de)封裝形式上有(yǒu)不同的表現形(xíng)式，發生的幾率(lü)和位置也有🐪很(hen)大的差異，産生(sheng)的☁️原因🧑🏽🤝🧑🏻也比較(jiao)複雜，并且互相(xiàng)牽連，互相💃🏻影響(xiang)，所以應該在分(fèn)别研究的基礎(chǔ)上，綜合考慮，制(zhi)定出相應的行(hang)之有效的解決(jue)方法與對策。
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