论文部分内容阅读
摘要:就目前来说,塑料封装已经被应用的越来越广泛,其具有成本较低、操作工艺较为简单的优势,且塑料封装可以实现大规模的生产,微电子产品塑料封装的质量与电子产品的性能息息相关。本文主要对塑料封装的材料及其模具结构的相关设计进行简要的分析,对电子产品塑封成型存在的一些问题提出了相应的建议及措施,希望可以改善电子产品整体的塑封质量,实现电子产品更高层次的发展。
关键词:塑料封装;电子产品;原因分析
前言
对于微电子产品来说,其塑料封装的整体质量与电子产品的性能息息相关,对于微电子产品塑封质量的研究应该是从封装的材料和封装的模具出发,对封装工艺进行分析,对电子产品塑封成型的不良原因进行重点探究,确保电子产品的整体质量和相关性能都能够符合行业的要求,同时对塑封成型过程中一些不良情况进行原因分析,通过具体的措施和办法解决塑封成型过程中的难题,使我国的电子产品实现优质化发展。
一、 针对封装材料的简要介绍
环氧模塑料是微电子产品在塑封过程中经常使用的一种材料,一般来说,环氧模塑料通常被叫做塑封料,它主要是以环氧树脂为主要材料,并把它与固化剂、改性剂和脱模剂相结合,再加以一定的着色剂、填料剂等,将以上这些材料,按照一定的比例充分的混合起来,再通过专业的设备,按照规定的要求制作大小不同、形状不同的塑料。在环氧模塑料加工成型的一系列过程当中,不仅会发生物理变化还会发生一些化学变化,一些化学反应使塑料具有了良好的耐热性和稳定性,在一定程度上提高了电子元件的整体性能,使其力学性能和机械性能可以很好地满足相关的要求。与此同时,环氧模塑料的整个制作工艺较为简单,可靠性好安全性高,且可以用于工厂的大规模生产,整体价格较为便宜,企业可以从中获得可观的经济效益。就目前来说,环氧模塑料在我国甚至世界范围内都是使用最为普遍的一种电子产品塑封材料。
二、 电子产品塑封成型不良原因分析及其相关的措施建议
2.1塑封体上会出现气孔和气泡
电子产品塑封成型过程中,塑封体上会出现气孔或者气泡,造成这种现象的原因是:首先,环氧模塑料本身的性质与其密切相关,塑封体作为一种高分子的化学材料其分子间隙一般在50~200nm之间,其间距会让水分子顺利地渗透进去。换句话说,水分子会通过环氧模塑料渗透进电子芯片当中,进而影响电子芯片的性能。与此同时,环氧模塑料流动性强,其直径和密度的相关特性会使其在成型过程中产生一些气体或者气泡。其次,塑封体上的气孔气泡的产生还与工艺条件有关,温度和压力是影响塑封体上气孔气泡产生的重要原因,同时气孔气泡的产生还与工艺时间有关。第三,塑封体上气孔气泡的产生与环氧模塑料成型工艺操作有着较大的关系,生产过程若没有严格的按照行业要求和相关规定操作,就会导致环氧模塑料的湿度过大,在储存和运输的过程中也要严格按照行业标准和规范进行操作,否则就会造成环氧模塑料受潮,进而引起塑封体上气孔气泡的产生。在具体使用过程中要十分小心,确保不会因为操作失误而出现一些缺陷。最后,塑封体上的气孔和气泡还与成型模具的结构有很大的关系,环氧模塑料的料饼要与成型模具的大小、尺寸相符合,这样才不会使料筒和料饼之间有较大的缝隙,进而使空气进入缝隙中。除此之外,成型模具也应该具有排气槽这类排气结构,且排气槽的位置要科学合理,确保排气过程中能够充分的将气体排泄干净,尽量减少气体在模具中的滞留,进而使塑封体产生气孔气泡。
针对以上塑封体气孔气泡的产生问题,我们可以通过以下的措施避免或将其解决,首先要对环氧模塑料的性能进行充分的研究与分析,选择流动性符合实际要求的塑封料,根据塑封料的特性,选择适当的预热时间,将环氧模塑料的性能发挥到最佳,尽量的提高料饼的密度。其次,在成型过程中要选择最为合适的工艺条件,准确把握成型过程的温度和时间,确保压力条件符合要求,尽量避免温度过高或过低对成形过程造成的影响,传递的压力不宜过大,注压的速度要适中,不应过快或过慢。第三,对环氧模塑料的生产过程和使用过程进行严格的监督,确保生产操作和使用过程符合行业的标准和要求,还要确保环氧模塑料在储存和运输过程中不会受潮。最后,要选择直径相匹配相符合的料饼和料筒。根据生产实践的相关经验,我们发现料筒的直径一般要小于57毫米,尿饼的直径一般不大于2毫米。
2.2填充工作存在着一定的缺陷
首先,模具本身存在着一些缺陷,例如模具的上行腔与下行腔的厚度不相匹配,模具的浇筑系统,其结构缺乏合理性,浇口和排气槽的塑料在设计方面存在着一些缺陷,排气槽的位置和大小与实际情况也不够符合。对于供料系统来说,一般是采用单料铜,供料系统与具体情况有时存在着不协调的情况,模具在进行清洗时,清洗不得当会使模具的进料口被一些大颗粒堵塞,进而影响模具的下一次使用。
其次,在工艺操作方面也存在着一些不足,模具的预热时间控制的不够合理,对于预热时间的把握不够精准,使得模具温度不能够达到操作的要求,且模具温度传递时间和传递的压力,在具体操作中对其控制不够准确,时间把握的不合理,也就使得传递速度不能够达到预期的要求。
第三,在材料选择方面,材料选择不当会导致环氧模塑料不能够充分发挥其应有的性能或者使环氧模塑料受潮,特别是对于环氧模塑料的保质期,相关的工作人员要特别注意,确保环氧模塑料的使用能够在规定的期限之内。
对于以上的不足和缺陷,我们可以采用以下的措施预防或者解决:首先,针对填充过程中存在的缺陷,我们可以选用多个料筒,增加供料形式的多样性,进而提高产品整体的封装质量。其次,对模具进行彻底的清洗,选用科学合理的清洗方式,再加以适当的清洗剂,严格按照行业的标准和要求对使用的模具进行定期清洗工作,若模具使用次数过多,在使用之后就要立即清洗。第三,对操作过程中的温度和压力进行准确把握,确保模具的温度和传递压力能够达到相应的要求,但同时又不会过高。对传递的时间进行精准把握,操作人员可以在操作过程开始之前对环氧模塑料的一些性能进行相关试验,确定环氧模塑料性能最好的温度和压力,继而为成型过程创造最好的工艺条件。最后在选择环氧模塑料的时候,要确保其使用和操作的日期在规定的期限之内,尽量避免环氧模塑料的受潮,严禁使用过期的环氧模塑料,当塑料的粘度出现一些变化时,相关的操作人员要对其进行仔细检查,選出质量最为优质的环氧模塑料。 2.3脱模过程中的相关问题
脱模过程中会出现浇口残留的情况,造成这种现象的主要原因有:首先,塑封料的粘度不在规定的范围之内,粘度过高也就会造成浇口残留。其次,浇口的形状和位置与实际情况不相符合。最后,成型的工艺条件和脱模过程中浇口的方式方法不匹配,这也就造成浇口残留的情况。
对于脱模过程中浇口残留问题的这类现象,我们可以采取以下措施将其解决:首先,对塑封材料的粘度進行科学合理的选取,确保粘度与实际情况相匹配。其次,控制脱模的角度,浇口填充的角度也要进行准确控制,可以采用下浇口的方式进行相应的填充工作。最后,选用科学合理的工艺条件,确保脱模过程中受力的平衡性。
2.4塑封体上熔接痕产生的原因及相关的对策措施
造成塑封体上熔接痕的原因主要有:首先,成型的条件达不到相应的要求或成型工艺方式方法的选择不合理。其次,填充过程中存在着一些缺陷,浇筑体系的设计与实际情况不匹配。最后塑封料本身就存在着一定的缺陷,进而使得塑封体上会出现熔接痕。
针对塑封体上熔接痕的问题,我们可以采取以下几种方式进行预防和解决:首先,对成型的工艺条件进行严格控制,确保工艺条件与具体情况相匹配。其次,要始终保持模具上型腔与下型腔的薄厚一致,在设计时,就要根据具体的实际情况对排气槽进行合理安置,同时还要确保浇口的合理设置。最后,对于塑封材料的选择要严谨,确保选取的塑封材料符合实际加工的要求。
结束语
综上所述,通过以上的分析,我们发现微电子产品的封装形式关系着微电子产品质量的好坏,就目前来说,绝大多数的微电子产品都使用塑料封装,而塑料封装在具体操作过程中,还存在着一些不足,因此相关的工作人员在对电子产品进行封装之前要对其材料进行科学合理的选取,充分了解材料的各项性能,确保选取的材料与封装的模具也能够相匹配。在进行工艺操作之前,可以对选取材料的性能进行相应的试验,降低在实际生产过程中劣质品产生的概率。在电子产品塑封成型过程中经常出现的一些问题,我们要进行重点预防并对其成型不良的原因进行重点分析,根据相关的原因提出切实可行的对策,提高电子产品整体的封装质量。
参考文献
[1]朱平安, 项永金, 张秀凤. 引线式轴向塑封二极管可靠性研究与应用[J]. 电子产品世界, 2020, v.27;No.380(09):85-87.
[2]华汉良. 塑封器件的高温高湿试验失效分析及生产过程中应采取的措施[C]// 中国电子学会电子产品可靠性与质量管理学会第三届学术年会. 0.
[3]来萍, 恩云飞, 牛付林. 塑封微电路(PEM)应用于高可靠领域的风险及对策[C]// 全国可靠性物理学术讨论会. 2005.
[4]李成. 注塑成型过程中常见缺陷成因分析与解决措施[J]. 数字化用户, 2018, 024(019):86.
关键词:塑料封装;电子产品;原因分析
前言
对于微电子产品来说,其塑料封装的整体质量与电子产品的性能息息相关,对于微电子产品塑封质量的研究应该是从封装的材料和封装的模具出发,对封装工艺进行分析,对电子产品塑封成型的不良原因进行重点探究,确保电子产品的整体质量和相关性能都能够符合行业的要求,同时对塑封成型过程中一些不良情况进行原因分析,通过具体的措施和办法解决塑封成型过程中的难题,使我国的电子产品实现优质化发展。
一、 针对封装材料的简要介绍
环氧模塑料是微电子产品在塑封过程中经常使用的一种材料,一般来说,环氧模塑料通常被叫做塑封料,它主要是以环氧树脂为主要材料,并把它与固化剂、改性剂和脱模剂相结合,再加以一定的着色剂、填料剂等,将以上这些材料,按照一定的比例充分的混合起来,再通过专业的设备,按照规定的要求制作大小不同、形状不同的塑料。在环氧模塑料加工成型的一系列过程当中,不仅会发生物理变化还会发生一些化学变化,一些化学反应使塑料具有了良好的耐热性和稳定性,在一定程度上提高了电子元件的整体性能,使其力学性能和机械性能可以很好地满足相关的要求。与此同时,环氧模塑料的整个制作工艺较为简单,可靠性好安全性高,且可以用于工厂的大规模生产,整体价格较为便宜,企业可以从中获得可观的经济效益。就目前来说,环氧模塑料在我国甚至世界范围内都是使用最为普遍的一种电子产品塑封材料。
二、 电子产品塑封成型不良原因分析及其相关的措施建议
2.1塑封体上会出现气孔和气泡
电子产品塑封成型过程中,塑封体上会出现气孔或者气泡,造成这种现象的原因是:首先,环氧模塑料本身的性质与其密切相关,塑封体作为一种高分子的化学材料其分子间隙一般在50~200nm之间,其间距会让水分子顺利地渗透进去。换句话说,水分子会通过环氧模塑料渗透进电子芯片当中,进而影响电子芯片的性能。与此同时,环氧模塑料流动性强,其直径和密度的相关特性会使其在成型过程中产生一些气体或者气泡。其次,塑封体上的气孔气泡的产生还与工艺条件有关,温度和压力是影响塑封体上气孔气泡产生的重要原因,同时气孔气泡的产生还与工艺时间有关。第三,塑封体上气孔气泡的产生与环氧模塑料成型工艺操作有着较大的关系,生产过程若没有严格的按照行业要求和相关规定操作,就会导致环氧模塑料的湿度过大,在储存和运输的过程中也要严格按照行业标准和规范进行操作,否则就会造成环氧模塑料受潮,进而引起塑封体上气孔气泡的产生。在具体使用过程中要十分小心,确保不会因为操作失误而出现一些缺陷。最后,塑封体上的气孔和气泡还与成型模具的结构有很大的关系,环氧模塑料的料饼要与成型模具的大小、尺寸相符合,这样才不会使料筒和料饼之间有较大的缝隙,进而使空气进入缝隙中。除此之外,成型模具也应该具有排气槽这类排气结构,且排气槽的位置要科学合理,确保排气过程中能够充分的将气体排泄干净,尽量减少气体在模具中的滞留,进而使塑封体产生气孔气泡。
针对以上塑封体气孔气泡的产生问题,我们可以通过以下的措施避免或将其解决,首先要对环氧模塑料的性能进行充分的研究与分析,选择流动性符合实际要求的塑封料,根据塑封料的特性,选择适当的预热时间,将环氧模塑料的性能发挥到最佳,尽量的提高料饼的密度。其次,在成型过程中要选择最为合适的工艺条件,准确把握成型过程的温度和时间,确保压力条件符合要求,尽量避免温度过高或过低对成形过程造成的影响,传递的压力不宜过大,注压的速度要适中,不应过快或过慢。第三,对环氧模塑料的生产过程和使用过程进行严格的监督,确保生产操作和使用过程符合行业的标准和要求,还要确保环氧模塑料在储存和运输过程中不会受潮。最后,要选择直径相匹配相符合的料饼和料筒。根据生产实践的相关经验,我们发现料筒的直径一般要小于57毫米,尿饼的直径一般不大于2毫米。
2.2填充工作存在着一定的缺陷
首先,模具本身存在着一些缺陷,例如模具的上行腔与下行腔的厚度不相匹配,模具的浇筑系统,其结构缺乏合理性,浇口和排气槽的塑料在设计方面存在着一些缺陷,排气槽的位置和大小与实际情况也不够符合。对于供料系统来说,一般是采用单料铜,供料系统与具体情况有时存在着不协调的情况,模具在进行清洗时,清洗不得当会使模具的进料口被一些大颗粒堵塞,进而影响模具的下一次使用。
其次,在工艺操作方面也存在着一些不足,模具的预热时间控制的不够合理,对于预热时间的把握不够精准,使得模具温度不能够达到操作的要求,且模具温度传递时间和传递的压力,在具体操作中对其控制不够准确,时间把握的不合理,也就使得传递速度不能够达到预期的要求。
第三,在材料选择方面,材料选择不当会导致环氧模塑料不能够充分发挥其应有的性能或者使环氧模塑料受潮,特别是对于环氧模塑料的保质期,相关的工作人员要特别注意,确保环氧模塑料的使用能够在规定的期限之内。
对于以上的不足和缺陷,我们可以采用以下的措施预防或者解决:首先,针对填充过程中存在的缺陷,我们可以选用多个料筒,增加供料形式的多样性,进而提高产品整体的封装质量。其次,对模具进行彻底的清洗,选用科学合理的清洗方式,再加以适当的清洗剂,严格按照行业的标准和要求对使用的模具进行定期清洗工作,若模具使用次数过多,在使用之后就要立即清洗。第三,对操作过程中的温度和压力进行准确把握,确保模具的温度和传递压力能够达到相应的要求,但同时又不会过高。对传递的时间进行精准把握,操作人员可以在操作过程开始之前对环氧模塑料的一些性能进行相关试验,确定环氧模塑料性能最好的温度和压力,继而为成型过程创造最好的工艺条件。最后在选择环氧模塑料的时候,要确保其使用和操作的日期在规定的期限之内,尽量避免环氧模塑料的受潮,严禁使用过期的环氧模塑料,当塑料的粘度出现一些变化时,相关的操作人员要对其进行仔细检查,選出质量最为优质的环氧模塑料。 2.3脱模过程中的相关问题
脱模过程中会出现浇口残留的情况,造成这种现象的主要原因有:首先,塑封料的粘度不在规定的范围之内,粘度过高也就会造成浇口残留。其次,浇口的形状和位置与实际情况不相符合。最后,成型的工艺条件和脱模过程中浇口的方式方法不匹配,这也就造成浇口残留的情况。
对于脱模过程中浇口残留问题的这类现象,我们可以采取以下措施将其解决:首先,对塑封材料的粘度進行科学合理的选取,确保粘度与实际情况相匹配。其次,控制脱模的角度,浇口填充的角度也要进行准确控制,可以采用下浇口的方式进行相应的填充工作。最后,选用科学合理的工艺条件,确保脱模过程中受力的平衡性。
2.4塑封体上熔接痕产生的原因及相关的对策措施
造成塑封体上熔接痕的原因主要有:首先,成型的条件达不到相应的要求或成型工艺方式方法的选择不合理。其次,填充过程中存在着一些缺陷,浇筑体系的设计与实际情况不匹配。最后塑封料本身就存在着一定的缺陷,进而使得塑封体上会出现熔接痕。
针对塑封体上熔接痕的问题,我们可以采取以下几种方式进行预防和解决:首先,对成型的工艺条件进行严格控制,确保工艺条件与具体情况相匹配。其次,要始终保持模具上型腔与下型腔的薄厚一致,在设计时,就要根据具体的实际情况对排气槽进行合理安置,同时还要确保浇口的合理设置。最后,对于塑封材料的选择要严谨,确保选取的塑封材料符合实际加工的要求。
结束语
综上所述,通过以上的分析,我们发现微电子产品的封装形式关系着微电子产品质量的好坏,就目前来说,绝大多数的微电子产品都使用塑料封装,而塑料封装在具体操作过程中,还存在着一些不足,因此相关的工作人员在对电子产品进行封装之前要对其材料进行科学合理的选取,充分了解材料的各项性能,确保选取的材料与封装的模具也能够相匹配。在进行工艺操作之前,可以对选取材料的性能进行相应的试验,降低在实际生产过程中劣质品产生的概率。在电子产品塑封成型过程中经常出现的一些问题,我们要进行重点预防并对其成型不良的原因进行重点分析,根据相关的原因提出切实可行的对策,提高电子产品整体的封装质量。
参考文献
[1]朱平安, 项永金, 张秀凤. 引线式轴向塑封二极管可靠性研究与应用[J]. 电子产品世界, 2020, v.27;No.380(09):85-87.
[2]华汉良. 塑封器件的高温高湿试验失效分析及生产过程中应采取的措施[C]// 中国电子学会电子产品可靠性与质量管理学会第三届学术年会. 0.
[3]来萍, 恩云飞, 牛付林. 塑封微电路(PEM)应用于高可靠领域的风险及对策[C]// 全国可靠性物理学术讨论会. 2005.
[4]李成. 注塑成型过程中常见缺陷成因分析与解决措施[J]. 数字化用户, 2018, 024(019):86.