环氧塑封料知识
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环氧树脂基础知识一 环氧简介 环氧树脂(Epoxy Resin )是指分子结构中含有2个或2个以上环氧基并在适当的化学试剂存在下能形成三维网状固化物的化合物的总称,是一类重要的热固性树脂。
环氧树脂既包括环氧基的低聚物,也包括含环氧基的低分子化合物。
(环氧树脂是一种从液态到黏稠态、固态多种形态的物质。
它几乎没有单独的使用价值,只有和固化剂反应生成三维网状结构的不溶不熔聚合物才有应用价值,因此环氧树脂归属于热固性树脂。
属于网络聚合物范畴)分类:按室温下的状态,环氧树脂可分为液态环氧树脂和固态环氧树脂。
液态树脂指相对分子质量较低的树脂,可用作浇注料、无溶剂胶粘剂和涂料等。
固态树脂是相对分子质量较大的环氧树脂,是一种热塑性的固态低聚物,可用于粉末涂料和固态成型材料等双酚A 型环氧树脂双酚A 型环氧树脂是由二酚基丙烷(双酚A )和环氧氯丙烷在碱性催化剂(通常用NaOH )作用下缩聚而成。
液态双酚A 型环氧树脂:平均相对分子质量较低,平均聚合度n =0~1.8。
当n =0~l 时,室温下为液体,如YN1828,BE188(E-51),YN1826(E-44)等。
固态双酚A 型环氧树脂:平均相对分子质量较高。
n =1.8~19。
当n =1.8~5时为中等相对分子质量环氧树脂。
软化点为55~95℃。
如长春化工BE501(E-20),BE501(E-12)等。
溶剂型环氧树脂 是一种低分子量环氧树脂溶液。
将固体树脂与溶剂按照一定的比例混合而成。
例如BE501X75,主体树脂为501固体树脂(E-20),X 为溶剂(二甲苯),75代表固含。
环氧树脂的特性指标1. 环氧当量(或环氧值):环氧当量(或环氧值)是环氧树脂最重要的特性指标,表征树脂分子中环氧基的含量。
环氧当量是指含有1mol 环氧基的环氧树脂的质量克数,以EEW 表示。
而环氧值是指100g 环氧树脂中环氧基的摩尔数。
环氧基的含量直接关系到固化物交联密度的大小。
环氧塑封应用场景一、环氧塑封料的特点和优势环氧塑封料是一种高性能的电子封装材料,具有很多优异的性能,如优异的耐化学性、耐热性、机械强度和绝缘性能等。
而且,它还具有良好的渗透性和润湿性,能够将电子元器件完全密封起来,保证其安全可靠性。
相比其他封装材料,环氧塑封料具有以下优点:1. 耐化学腐蚀性能好:能够较好地抵御化学物质对电子元器件的侵蚀,提高电路板的使用寿命。
2. 耐高温性能好:能够在高温下维持稳定的性能。
3. 机械强度高:具有很强的机械强度,可以有效地保护电子元器件。
4. 绝缘性好:能够有效绝缘电路板,避免出现漏电。
二、环氧塑封料在人工智能中的应用案例随着人工智能的不断发展,环氧塑封料在人工智能中的应用越来越广泛。
以下是环氧塑封料在人工智能中的应用案例:1. 智能家居智能家居中的智能灯具、智能插座等电子元器件都需要使用环氧塑封料进行密封,以保证其安全可靠性。
2. 人脸识别人脸识别是人工智能中的一个重要应用场景,而人脸识别设备中的摄像头、控制电路等元器件也需要使用环氧塑封料进行保护。
3. 无人驾驶无人驾驶的发展离不开环氧塑封料。
无人驾驶车载电子元器件需要长时间稳定工作,而环氧塑封料能够提供所需的稳定性和可靠性。
三、环氧塑封料在人工智能中的发展前景随着人工智能技术的不断发展和应用需求的不断增强,环氧塑封料在人工智能中的应用前景非常广阔。
未来,随着新型环氧塑封料的不断研发和推广应用,其应用范围和市场需求仍将不断扩大。
【结语】总的来说,环氧塑封料在人工智能中具有重要的应用价值,其特点和优势能够为人工智能设备提供长时间稳定的工作环境,保证其安全可靠性。
未来,环氧塑封料在人工智能中的应用前景将不断扩大。
环氧塑封料按包封材料分类的封装类型:•陶瓷封装:气密性封装•金属封装:气密性封装•塑料封装:非气密性封装, >90%, 民用产品塑料封装用树脂选择原则:•优良的介电性能•耐热、耐寒、耐湿、耐大气、耐辐射,散热性能好•CTE匹配好,粘结性能好•固化收缩率小,尺寸稳定•不污染半导体器件表面•加工性能好环氧塑封料的组分与性能环氧塑封料是由环氧树脂及其固化剂酚醛树脂等组分组成的模塑粉,在热和固化促进剂作用下, 环氧树脂与固化剂发生反应, 产生交联固化作用, 成为热固性树脂。
•优良的粘结性•优异的电绝缘性能•机械强度高•耐热性、耐化学腐蚀性良好•吸水率低•成型收缩率低, 成型工艺性能良好•应用范围宽环氧塑封料组成环氧树脂 固化剂10-30% 6% 固化促进剂 惰性填充剂 阻燃剂 < 1% 60-90% < 8% 痕量 脱模剂 偶联剂 痕量 着色剂< 2% < 2.5% < 2%释放应力添加剂 其它1. 环氧树脂•作为基体树脂将其它成分结合到一起;•决定塑封料成型时的流动性和反应性;•决定固化物的机械、电气、耐热性能。
环氧当量是环氧树脂最重要技术指标。
环氧当量低(官能团密度高),交联密度高,Tg 高,塑封料弯曲强度高,耐热性及介电性能好。
若交联密度过高,材料变脆。
选择合适的基质树脂分子量、环氧当量和交联密度是制备模塑料的关键。
2. 固化剂与环氧树脂发生化学反应形成交联结构的化合物。
固化剂与环氧树脂共同影响塑封料的流动性、热性能、机械性能、电性能。
环氧交联剂:胺、酸酐、酚类微电子封装常用:苯酚酚醛树脂、邻甲酚醛树脂成型性、电学性能、热学性能和抗潮性良好。
3. 促进剂提高聚合反应速度,缩短在模固化时间。
常见促进剂:胺类、咪唑、有机磷酸盐,Lewis 酸及盐重要性质:反应性增强程度,反应时间,电性能Lewis 酸及盐适中 胺类有机磷酸盐 反应性 好 好 短 好 好固化时间 短 电学性能 差 抗潮性差理想 理想 理想4. 填充料改善环氧塑封料的参数与性能:材料粘性、固化时收缩、CTE、热导率、弹性模量、成本等•使用填充料的优点:减少收缩,增强韧性,增强耐磨性,减少吸水性,提高热形变温度,提高热导率,减少CTE。
塑封料、封装材料、环氧塑封料简介和塑封IC常见失效及对策塑封料、封装材料、环氧塑封料简介和塑封IC常见失效及对策上海常祥实业以"做您身边最卓越的电子防护融合方案服务伙伴"为公司的终极目标,公司本着"和谐互动全为您"的服务宗旨,为世界级的客户提供优质服务。
上海常祥实业有限公司结合自己的经验,再结合世界顶级客户的实践,对塑封料做了简单的介绍和在塑封IC的过程中常见的失效现象以及对策做了总结,提出以下看法,供爱好者参考.塑封料,又称环氧塑封料(塑封料,EpoxyMoldingCompound)以其高可靠性、低成本、生产工艺简单、适合大规模生产等特点,占据了整个微电子封装材料97%以上的市场。
现在,它已经广泛地应用于半导体器件、集成电路、消费电子、汽车、军事、航空等各个封装领域。
环氧塑封料作为主要的电子封装材料之一,在电子封装中起着非常重要的作用,封装材料除了保护芯片不受外界灰尘、潮气、离子、辐射、机械冲击外,还起到了机械支撑和散热的功能。
随着芯片的设计业、制造业和封装业的发展,环氧塑封料也得到了快速的发展。
先进封装技术的快速发展为环氧塑封料的发展提供巨大的发展空间的同时也给环氧塑封料的发展提出了很大的挑战。
塑封料专家刘志认为:满足超薄、微型化、高性能化、多功能化,低成本化、以及环保封装的要求,是当前环氧塑封料工艺所面临的首要解决问题。
一塑封料发展状况1环氧塑封料的发展历程早在20世纪中期,塑料封装半导体器件生产的初期,人们曾使用环氧、酸酐固化体系塑封料用于塑封晶体管生产。
但是由于玻璃化温度(Tg)偏低、氯离子含量偏高等原因,而未被广泛采用。
1972年美国Morton化学公司成功研制出邻甲酚醛环氧-酚醛树脂体系塑封料,此后人们一直沿着这个方面不断地研究、改进、提高和创新,也不断出现很多新产品。
1975年出现了阻燃型环氧塑封料,1977年出现了低水解氯的环氧塑封料,1982年出现了低应力环氧塑封料,1985年出现了有机硅改性低应力环氧塑封料,1995年前后分别出现了低膨胀、超低膨环氧塑封料,低翘曲环氧塑封料等,随后不断出现绿色环保等新型环氧塑封料。
环氧模塑封料的典型配方环氧树脂塑封料是以环氧树脂、固化剂、填料、促进剂、脱模剂、偶联剂、颜料等组份组成。
它经过加热混合(捏合)、冷却、粉碎、磁选等加工过程制成所需要的塑封材料,包装在密闭的容器中,在冷库中保存。
在使用前,应将其保持在工艺要求的环境中使温度恢复到工艺要求的温度,经预成型、高频预热、压模、加热固化制得成型制品。
塑封料配方很多,根据用途不同对配方进行设计或选用适合的牌号产品。
典型配方介绍如下:酚醛环氧树脂,酚醛树脂,甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物,硅微粉制得。
邻甲酚甲醛环氧树脂,溴化酚醛环氧树脂,酚醛树脂,三苯基磷,硅微粉,环氧化硅氧烷,棕榈蜡,碳黑制得。
酚醛环氧树脂,溴化酚醛环氧树脂,酚醛树脂,咪唑,Si2O3 ,环氧化硅氧烷,硬脂酸,碳黑,Sb2O3 。
环氧树脂,邻甲酚甲醛树脂,2-乙基-4甲基咪唑,二氧化硅粉。
邻甲酚甲醛环氧树脂,溴化酚醛环氧树脂,酚醛树脂,石英粉,Sb2O3 ,棕榈蜡,碳黑,2-苄基咪唑,硅氧烷偶联剂。
酚醛树脂,环氧树脂,苄基二甲胺。
酚醛环氧树脂,酚醛树脂,苄基三嗪,硬脂酸锌,石英粉,碳黑。
邻甲酚甲醛环氧树脂,828环氧树脂,BF3-2-甲基咪唑,硅微粉,地蜡。
熔融捏合5分钟、冷却、粉碎成粒径20-100μ粉状。
邻甲酚甲醛环氧树脂,酚醛树脂,溴化环氧,Sb2O3 ,棕榈蜡,碳黑,咪唑,硅微粉,偶联剂。
耐潮半导体封装。
邻甲酚甲醛环氧树脂,酚醛树脂,溴化邻甲酚甲醛环氧树脂,Ph3Sb ,硅微粉,棕榈蜡, 二甲基咪唑。
邻甲酚甲醛环氧树脂,溴化环氧,酚醛树脂,Si3N3晶须,Ph3P ,Sb2O3 ,棕榈蜡,碳黑,偶联剂。
封装线路.邻甲酚甲醛环氧树脂,环氧树脂,酚醛树脂,固化促进剂P ,棕榈蜡,Sb2Cl31., 偶联剂, 碳黑, 硅微粉,苯基(三甲氧基)硅烷捏和、粉碎。
邻甲酚甲醛环氧树脂,溴化环氧,酚醛树脂,4-氰基吡啶,硅微粉,地蜡,偶联剂。
电器封装。
180℃/3分钟,180℃后固化8小时。
环氧塑封料成分及原理
环氧塑封料是一种常见的封装材料,主要用于电子元器件和电路板的封装。
其主要成分是环氧树脂。
环氧树脂是一种具有良好的绝缘性能、高强度和耐化学腐蚀性能的有机高分子化合物。
它通常由环氧基团和活性氢基团通过反应制得。
环氧基团提供了强大的化学键结构,使得环氧树脂具有良好的力学性能和化学稳定性。
环氧塑封料的封装原理主要是通过环氧树脂的固化反应实现的。
环氧树脂在与固化剂反应的过程中,发生了交联反应,使得环氧树脂形成了一个坚固、耐热、耐化学侵蚀的封装层。
通过控制环氧树脂的固化剂的用量和条件,可以调控环氧塑封料的硬度、粘度和其他物理性能。
环氧塑封料的主要优点包括:
1. 良好的绝缘性能:环氧树脂具有优异的绝缘性能,可以有效隔离电路板和元器件,防止电路中的短路和漏电。
2. 良好的耐化学腐蚀性能:环氧塑封料可以有效抵抗化学物质的侵蚀,保护电子元器件不受腐蚀。
3. 高强度:环氧树脂的固化交联结构使得塑封料具有很高的强度和韧性,可以保护电子元器件免受外界冲击和振动的影响。
4. 方便施工:环氧塑封料可以通过涂覆、灌封或浸渍等方式施工,适用范围广泛。
除了环氧树脂,环氧塑封料中还可能含有填料、固化剂、助剂等其他辅助成分,以调节硬度、导热性能和降低成本。
塑封料\环氧塑封料工艺选择和封装失效分析流程一环氧塑封料的工艺选择1.1 预成型料块的处理(1)预成型塑封料块一般都储存在5℃-10℃的环境中,必会有不同程度的吸潮。
因此在使用前应在干燥的地方室温醒料,一般不低于16小时。
(2)料块的密度要高。
疏松的料块会含有过多的空气和湿气,经醒料和高频预热也不易挥发干净,会造成器件包封层内水平增多。
(3)料块大小要适中,料块小,模具填充不良;料块大,启模困难,模具与注塑杆沾污严重并造成材料的浪费。
1.2 模具的温度生产过程中,模具温度控制在略高于塑封料玻璃化温度Tg时,能获得较理想的流动性,约160℃-180℃。
模具温度过高,塑封料固化过快,内应力增大,包封层与框架粘接力下降。
同时,固化过快也会使模具冲不满;模具温度过低,塑封料流动性差,同样会出现模具填充不良,包封层机械强度下降。
同时,保持模具各区域温度均匀是非常重要的,因为模具温度不均匀,会造成塑封料固化程度不均匀,导致器件机械强度不一致。
1.3 注塑压力注塑压力的选择,要根据塑封料的流动性和模具温度而定,压力过小,器件包封层密度低,与框架黏结性差,易发生吸湿腐蚀,并出现模具没有注满塑封料提前固化的情况;压力过大,对内引线冲击力增大,造成内引线被冲歪或冲断,并可能出现溢料,堵塞出气孔,产生气泡和填充不良。
1.4 注模速度注模速度的选择主要根据塑封料的凝胶化时间确定。
凝胶化时间短,注模速度要稍快,反之亦然。
注模要在凝胶化时间结束前完成,否则由于塑封料的提前固化造成内引线冲断或包封层缺陷。
1.5 塑封工艺调整对工艺调整的同时,还应注意到预成型料块的保管、模具的清洗、环境的温湿度等原因对塑封工序的影响。
2 塑封料性能对器件可靠性的影响2.1 塑封料的吸湿性和化学粘接性对塑封器件而言,湿气渗入是影响其气密性导致失效的重要原因之一。
湿气渗入器件主要有两条途径:①通过塑封料包封层本体;②通过塑封料包封层与金属框架间的间隙。
环氧塑封料翘曲率要求
环氧塑封料的翘曲率要求是根据具体的使用环境和应用要求而定的。
一般来说,翘曲率是指环氧塑封料在加工过程或者使用中产生的弯曲变形程度。
翘曲率的要求会受到材料的选择、温度变化、机械应力等因素的影响。
在实际应用中,环氧塑封料通常需要满足一定的翘曲率要求,以确保其在使用过程中能够保持稳定的形状和性能。
一般来说,翘曲率要求会在产品的设计和制造阶段就被确定,并且需要符合相关的行业标准和规范。
针对翘曲率的要求,通常会进行相应的测试和评估。
通过在不同温度、湿度条件下对环氧塑封料进行弯曲试验,可以得出其在不同条件下的翘曲情况,从而评估其是否符合要求。
此外,还可以通过模拟实际使用环境下的机械应力情况,来评估环氧塑封料的翘曲性能。
总的来说,环氧塑封料的翘曲率要求是根据具体的使用条件和行业标准来确定的,需要在设计、制造和测试过程中进行全面考虑和评估,以确保其性能能够满足实际需求。
塑封料主要成分
摘要:
1.塑封料的主要成分概述
2.塑封料的主要成分分类
3.各种成分对塑封料性能的影响
4.塑封料的应用领域
5.结论
正文:
一、塑封料的主要成分概述
塑封料,又称封装材料,是一种用于电子产品和元器件封装的高分子材料。
它具有良好的绝缘性、耐热性、耐寒性以及化学稳定性,能有效保护电子元器件免受外界环境因素的影响。
塑封料的主要成分包括有机硅、环氧树脂、聚氨酯等。
二、塑封料的主要成分分类
1.有机硅塑封料:有机硅塑封料具有良好的耐热性、耐寒性和电气绝缘性,适用于多种电子元器件的封装。
2.环氧树脂塑封料:环氧树脂塑封料具有较高的机械强度、良好的耐热性和化学稳定性,广泛应用于集成电路、功率器件等高强度封装场合。
3.聚氨酯塑封料:聚氨酯塑封料具有较好的柔韧性、耐寒性和耐化学品性,适用于低热应力的封装场合。
三、各种成分对塑封料性能的影响
1.有机硅成分:决定塑封料的耐热性、耐寒性和电气绝缘性。
2.环氧树脂成分:影响塑封料的机械强度、耐热性和化学稳定性。
3.聚氨酯成分:影响塑封料的柔韧性、耐寒性和耐化学品性。
四、塑封料的应用领域
塑封料广泛应用于电子元器件的封装,如集成电路、二极管、三极管、场效应管、晶体管等。
随着电子产品小型化、轻量化的发展趋势,对塑封料的性能要求也越来越高。
五、结论
塑封料是一种重要的电子封装材料,其主要成分包括有机硅、环氧树脂和聚氨酯等。
各种成分对塑封料的性能有着重要影响,为满足不同封装场合的需求,需要对塑封料的成分进行合理搭配。
环氧塑封料使用指南病状一:脱膜性差现象:1、启模时塑封件及料筋不自动出模,需用外力拉力。
2、出模时引线把塑封件拉坏。
病因:1、模具型腔工艺斜度设计不合理(出模斜度偏小)2、模具型腔沾污。
3、变换塑封料,使型腔玷污。
4、模具温低,固化未充分进行,使塑封件强度下降,出模时被引线拉坏。
5、固化时间不够。
措施方法:一、增加模具型腔工艺斜度(出模斜度一般设计在5-7℃左右)。
二、用清模剂定期清模。
三、更换塑封料时,用清模剂清模。
四、提高模温,控制在(160-180)℃范围内。
五、增加固化时间。
病状二:表面有气孔现象:1、进料口一侧有小气孔。
2、表面有气孔。
1病因:1、模具设计不合理(型腔口、料槽终点没有排气槽,料斗剩余空间大。
2、料的传递速度太快,槽内气体未能排出。
3、传递压力低,槽内气体未能赶走。
4、排气槽未清洗干净,导致堵塞。
措施方法:一、增加型腔口,料槽终点的排气槽料斗空间应是实际体积的1.2-1.3倍。
二、降低传递速度(6mm/sec)三、提高传递压力(70㎏/cm2 )四、清模时加强排气槽位置清洗。
病状三:上凸现象:塑封件表面有局部凸起。
病因:1、模塑料受潮,固化时膨胀。
2、注塑时间型腔中引线出模后膨胀。
3、固化时间不足,出模后局部膨胀。
措施方法:一、使用模塑料前一定要醒料24hr再打开包装。
二、料斗与料的直径匹配尺寸2-4mm为佳,料斗空间应是实际加料体积的1.2-1.3倍。
病状四:体积膨大2现象:实际体积大于设计体积。
病因:1、固化时间不足,出模时膨胀变形。
2、模温低,固化未充分进行,出模后膨胀变形。
措施方法:一、增加模内固化时间,使固化充分进行。
二、提高模温(160-190℃)使固化充分进行。
病状五:水纹现象:表面有波浪形花纹。
病因:1、两种模塑料相混。
2、模温高,反映快,进入型腔就固化(﹥190℃)。
3、模塑料未混炼均。
4、外在因素(保管、操作等)。
5、模塑料自己问题。
措施方法:一、加强模塑料管理,模具清理。
浅析环氧塑封料性能与器件封装缺陷摘要:随着微电子和微电子封装技术的发展,环氧塑封料已迅速成为最重要的电子封装材料。
环氧塑封料目前广泛应用于半导体器件、集成电路、汽车、军事设施、航空等领域。
微电子材料在电子封装技术的发展中发挥着重要作用,所有材料的生产、封装和生产模式都已经建立。
随着半导体封装技术的飞速发展,环氧塑封料技术不断提高。
封装设备是产品完成后的一项重要操作,但在封装的不同部位容易产生各种缺陷。
本文通过对环氧塑封料性能与器件封装过程中的失效性进行了讨论,从而为成品的质量和可靠性提供保证。
关键词:环氧塑封料;性能;封装缺陷;分析探讨前言电子封装具有四大功能:配电、信号分配、散热和环保。
其功能是连接集成电路设备系统,包括电气和物理连接。
由于各种原因,设备在封装过程中容易出现缺陷。
但造成缺陷的原因有很多,封装的不同部分导致许多不必要的结构和机制。
当然,有些缺陷是由热机的特性引起的,而另一些缺陷通常与特定的过程有关。
1、环氧塑封料发展历程20世纪50年代,随着半导体器件和集成电路的快速发展,陶瓷、金属和玻璃化合物已不能满足工业化的要求,而且价格昂贵,人们想用塑料代替封装。
美国开始研究这个问题,并将其推广到日本。
环氧树脂、硅树脂和聚丁二烯接头最初用作电子接头,但由于强度较低而未使用。
但环氧树脂和酚醛树脂制成的塑料密封剂得到了广泛认可。
从那时起,人们在这一领域进行了研究并取得了进展。
阻燃环氧封装材料于1975年推出。
环氧封装材料是1977年和1982年推出的一种低溶解度次氯苯酚。
由于大规模生产自动化所需的半导体器件成本较低,塑料密封件的生产变得越来越普遍。
然而,我国环氧塑封料的生产起步较晚,在20世纪70年代中期进行了测试。
1976年,中国科学院化学研究所率先开发环氧塑封料密封件。
直到1984年,才开始大规模开发和生产电子设备。
当时的车间是手工制作的,年产量只有10吨。
到1992年,我国在江苏引进了国外自动生产线,年产量首次增加到2000多吨。
半导体环氧塑封料
半导体环氧塑封料是一种用于封装半导体器件的材料。
它通常由环氧树脂、填料、固化剂和其他添加剂组成。
半导体环氧塑封料具有以下特点:
1. 良好的物理和机械性能:半导体环氧塑封料具有较高的硬度、强度和耐热性,能够保护半导体器件免受外部环境的损害。
2. 优异的绝缘性能:环氧塑封料具有良好的绝缘性能,可以防止电流泄漏和电磁干扰。
3. 良好的封装性能:环氧塑封料具有较低的粘度,在封装过程中易于流动和填充微小空隙,可以有效封装芯片和导线。
4. 良好的化学稳定性:环氧塑封料具有较好的耐化学腐蚀性能,能够抵抗酸碱等化学物质的侵蚀。
5. 优异的耐温性能:环氧塑封料可以在较高温度下工作,具有较好的耐高温性能。
在半导体封装中,环氧塑封料被广泛应用于各种器件的封装,如集成电路、二极管、晶体管等。
它不仅可以提供保护和绝缘功能,还能够提高器件的可靠性和稳定性。
同时,环氧塑封料的选择应根据具体的封装要求、工艺条件和环境适应性来确定,以确保封装效果和器件性能的优化。
环氧塑封料的性能和应用研究(佛山市亿通电子有限公司,广东佛山,528251)摘要:介绍了环氧塑封料的国内外发展概况,着重论述了其物理性能、机械性能、热性能、导热性能、电性能、化学性能、阻燃性能、贮存性能、封装性能,以及应用中封装工艺、缺陷的解决办法,并就发展前景发表了自己的看法。
关键词:环氧塑封料,性能,封装,缺陷中图分类号:TQ323.1文献标识码:A文章编号:1003-353X( 2005 )07-0043-041前言本世纪50年代,随着半导体器件、集成电路的迅速发展,陶瓷、金属、玻璃等封装难以适应工业化的要求,而且成本高。
人们就想用塑料来代替上述封装,美国首先开始这方面的研究,然后传到日本,到1962年,塑料封装晶体管在工业上已初具规模。
日、美等公司不断精选原材料和生产工艺,最终确定以邻甲酚环氧树脂为主体材料而制成的环氧塑封料。
目前环氧塑封料主要生产厂家有日东电工、住友电木(包括新加坡、苏州分厂)、日立化成、松下电工、信越化学、台湾长春(包括常熟分厂)、台湾叶绪亚、台湾长兴大陆昆山工厂、东芝、DEXTER、HYSOL、PLASKON、韩国三星、韩国东进等生产厂家。
在我国大陆半导体封装材料的开发经历了酚醛树脂、硅酮树脂,1,2一聚乙丁二烯以及有机硅改性环氧等几个阶段后,最终形成以邻甲酚环氧树脂为主体材料的环氧塑封料。
其成分主要以环氧树脂为主体材料,酚醛树脂为固化剂,外加填料、脱模剂,阻燃剂、偶联剂、着色剂、促进剂等助剂,通过加热挤炼以得到B阶段的环氧塑封料,然后通过高温低压传递来封装分立器件、集成电路。
我国大陆主要生产厂家有连云港华威电子、中科院化学所、佛山市亿通电子、浙江黄岩昆山工厂、成都奇创、无锡化工设计院、无锡昌达和宁波等。
它作为新一代的非气密性封装材料,与气密性金属、陶瓷封装相比,便于自动化,提高封装效率,降低成本。
它具有体积孝重量轻、结构简单、工艺方便、耐化学腐蚀性较好、电绝缘性能好、机械强度高等优点,目前已成为半导体分立器件、集成电路封装的主流材料,得到广泛的应用,现阶段环氧塑封料封装已占整个封装的90%以上,全球年用量8-11万吨,国内2-3万吨。
环氧塑封料的生产工艺流程环氧塑封料是一种常用的塑封材料,具有优良的耐热性、耐寒性、耐化学腐蚀性和电绝缘性能,广泛应用于电子、电工、航空航天、冶金和化工等领域。
本文将详细介绍环氧塑封料的生产工艺流程,从原料准备到成品包装整个过程。
下面就让我们一步一步来解析吧。
第一步:原料准备环氧塑封料的主要原料是环氧树脂、填料、增塑剂、硬化剂和颜料等。
首先需要准备足够的原材料,并进行质量检验,确保符合生产要求。
环氧树脂是环氧塑封料的基础物质,填料用于提高塑封料的强度和硬度,增塑剂用于增强其柔韧性,硬化剂用于促进环氧树脂与填料之间的化学反应,颜料则用于调整产品的色彩。
第二步:配料混合将准备好的原料按照一定的配方比例加入到混合设备中进行混合。
混合设备通常采用槽式或螺旋桨搅拌器,以确保原料充分混合均匀。
在混合过程中,要根据产品要求调整搅拌速度和时间,以保证混合均匀度和稳定性。
第三步:浸渍或注射混合好的环氧塑封料可通过浸渍或注射的方式进行添加到需要塑封的器件或产品中。
浸渍主要适用于较大尺寸的器件或不规则形状的产品,浸渍过程中要控制好浸渍时间和温度,确保塑封料能够充分渗透到器件的每个角落。
注射主要适用于小型尺寸的产品,需要使用注射器具进行精确的注射操作,以确保塑封料能够充实到每个细微的空隙中。
第四步:硬化固化环氧塑封料在添加到器件或产品中后需要进行硬化固化过程,以使其具有良好的力学性能和耐用性。
通常采用热固化的方法,将添加了环氧塑封料的器件或产品放入烘箱或固化室中进行加热固化。
烘箱温度和时间要根据具体的环氧树脂种类和产品要求进行调整,以确保达到最佳的固化效果。
第五步:后续处理固化后的环氧塑封料需要进行各种后续处理,包括修整、打磨、清洗和检测等。
修整是指根据产品要求对塑封料进行切割、研磨、打磨等操作,以获得所需的尺寸和外观。
清洗是将产品表面的杂质、油污等进行清除,以保持产品的整洁和质量。
检测则是对产品进行各项性能测试,包括电绝缘性、硬度、耐热性等。
emc环氧塑封料成型工艺一、配料混合在开始成型工艺之前,需要将所需的环氧塑封料与相应的添加剂、色母等按照规定的比例进行配料混合。
在混合过程中,应确保所有材料均匀混合,以避免生产出的产品存在缺陷。
二、模具设计模具是环氧塑封料成型的关键工具,其设计应充分考虑产品的形状、尺寸、精度等要求。
模具设计时应注重结构合理、易于脱模、便于清理等因素,以提高生产效率和产品质量。
三、注射成型将混合好的环氧塑封料加热至流动状态,然后通过注射机注入模具中。
注射成型过程中应注意控制注射压力、注射速度和注射温度等参数,以确保材料填充均匀、无气泡和流痕。
四、热处理与冷却注射成型后,需要进行热处理和冷却。
热处理可以提高材料的粘结力和耐热性,冷却则使材料定型并降低温度。
热处理和冷却的温度和时间应根据材料特性和产品要求进行设定。
五、质量检测完成成型后,应对产品进行全面的质量检测。
检测项目包括外观、尺寸、硬度、抗冲击性能、电气性能等。
对于不合格的产品应及时进行返工或报废处理,以确保产品质量符合要求。
六、包装储存合格的产品需要进行适当的包装储存,以防止受潮、污染和损伤。
包装材料应具有良好的密封性、阻隔性和抗冲击性。
储存环境应保持干燥、清洁,并定期进行质量检查和养护。
七、环境控制在EMC环氧塑封料成型过程中,环境控制至关重要。
应保持生产环境的清洁和干燥,避免灰尘和潮湿对产品质量的影响。
同时,应合理设置通风和排气设施,以降低空气中有害物质的含量。
八、EMC环氧塑封料成型工艺的安全操作1. **操作培训**:操作员需要经过严格的操作培训,了解工艺流程、设备操作和安全注意事项。
未经培训或未通过考核的操作员不得进行独立操作。
2. **遵守安全规程**:操作员必须严格遵守安全规程,包括佩戴个人防护用品、禁止吸烟和吃东西、禁止酒后操作等。
任何违反安全规程的行为都可能导致严重的安全事故。
3. **设备维护与检查**:定期对设备进行维护和检查,确保设备处于良好的工作状态。
环氧塑封料知识
一.国外国内塑封料厂家情况
国外:环氧塑封料生产厂家主要集中在日本、美国、韩国、新加坡等国,主要有住友电木、日东电工、日立化成、松下电工、信越化学、东芝,Hysol、Plaskon、Samsung等,现在,环氧塑封料的主流产品是适用于0.35μm-0.18μm特征尺寸集成电路的封装材料,研究水平已经达到0.1μm-0.09μm,主要用于SOP、QFP、BGA、CSP、MCM、SIP等
国内:环氧塑封料厂家总共有8家,分别是汉高华威电子有限公司、北京科化所、成都齐创、浙江新前电子、佛山亿通电子、浙江恒耀电子、住友(苏州)电子、长兴(昆山)电子,台湾长春和日立化成也已经分别在常熟和苏州建厂。
现在,国内大规模生产技术能够满足0.35μm-0.25μm技术用,开发水平达到0.13μm -0.10μm,主要应用于SIP、DIP、SOP、PQFP、PBGA等形式的封装。
另外,国内还有部分外资环氧塑封料生产厂家,由于他们依靠国外比较成熟的技术和先进的研发手段,以及强大的实力作为后盾,所以他们的产品主要处在中高档水平,主要应用于QFP、BGA、CSP等比较先进的封装形式以及环保封装领域,基本上占据了国内大部分的中高端市场
二环氧塑封料的工艺选择
1.1 预成型料块的处理
(1)预成型模塑料块一般都储存在5℃-10℃的环境中,必会有不同程度的吸潮。
因此在使用前应在干燥的地方室温醒料,一般不低于16小时。
(2)料块的密度要高。
疏松的料块会含有过多的空气和湿气,经醒料和高频预热也不易挥发干净,会造成器件包封层内水平增多。
(3)料块大小要适中,料块小,模具填充不良;料块大,启模困难,模具与注塑杆沾污严重并造成材料的浪费。
1.2 模具的温度
生产过程中,模具温度控制在略高于模塑料玻璃化温度Tg时,能获得较理想的流动性,约160℃-180℃。
模具温度过高,塑封料固化过快,内应力增大,包封层与框架粘接力下降。
同时,固化过快也会使模具冲不满;模具温度过低,模塑料流动性差,同样会出现模具填充不良,包封层机械强度下降。
同时,保持模具各区域温度均匀是非常重要的,因为模具温度不均匀,会造成塑封料固化程度不均匀,导致器件机械强度不一致。
1.3 注塑压力
注塑压力的选择,要根据模塑料的流动性和模具温度而定,压力过小,器件包封层密度低,与框架黏结性差,易发生吸湿腐蚀,并出现模具没有注满塑封料提前固化的情况;压力过大,对内引线冲击力增大,造成内引线被冲歪或冲断,并可能出现溢料,堵塞出气孔,产生气泡和填充不良。
1.4 注模速度
注模速度的选择主要根据模塑料的凝胶化时间确定。
凝胶化时间短,注模速度要稍快,反之亦然。
注模要在凝胶化时间结束前完成,否则由于模塑料的提前固化造成内引线冲断或包封层缺陷。
1.5 塑封工艺调整
对工艺调整的同时,还应注意到预成型料块的保管、模具的清洗、环境的温湿度等原因对塑封工序的影响。
2 塑封料性能对器件可靠性的影响
2.1 模塑料的吸湿性和化学粘接性
对塑封器件而言,湿气渗入是影响其气密性导致失效的重要原因之一。
湿气渗入器件主要有两条途径:
①通过塑封料包封层本体;②通过塑封料包封层与金属框架间的间隙。
当湿气通过这两条途径到达芯片表面时,在其表面形成一层导电水膜,并将塑封料中的Na+、CL-离子也随之带入,在电位差的作为下,加速了对芯片表面铝布线的电化学腐蚀,最终导致电路内引线开路。
随着电路集成度的不断提高,铝布线越来越细,因此,铝布线腐蚀对器件寿命的影响就越发严重。
针对上述问题,我们必须要求:
l模塑料要有较高的纯度,Na+、CL离子降至最低;
l模塑料的主要成分环境标环氧树脂与无机填料的结合力要高,以阻止湿气由本体的渗入。
l模塑料与框架金属要有较好的粘接性;
l芯片表面的钝化层要尽可能地完善,其对湿气也有很好的屏蔽作用。
2.2 模塑料的内应力
由于模塑料、芯片、金属框架的线膨胀系数不匹配而产生的内应力,对器件密封性有着不可忽视的影响。
因为模塑料膨胀系数(20-26E-6/℃)比芯片、框架(-16E-6/℃)的较大,在注模成型冷却或在器件使用环境的温差较大时,有可能导致压焊点脱开,焊线断裂甚至包封层与框架粘接处脱离,由此而引起其器件失效。
由此可见,模塑料的线膨胀系数应尽可能的低,但这个降低是收到限制的,因为在降低应力的同时,模塑料的热导率也随之降低,这对于封装大功率的器件十分不利,要使这两个方面得以兼顾,取决于配方中填料的类型和用量。
填料一般为熔融型或结晶型硅粉,在某些性能需要方面有时候还需要添加球形或气相硅粉。
2.3 模塑料的流动性
注塑时模具温度在160℃-180℃,塑料呈熔融状态,其流动性对注模成功与否至关重要,流动性低于焊线冲击增大(金丝抗拉力5g-12g),焊线易被冲歪或冲断,并易造成模具冲不满,包封层表面出现褶皱和坑洼;
流动性过高,溢料严重,当溢料过早地将模具出气孔堵塞时,空气排不尽,包封层会出现气孔或气泡。
在模塑料诸成分中,对流动性起主要作用的是主体环氧树脂的熔融黏度和填料二氧化硅的用量和颗粒粗细。
结晶型硅粉具有高导热性,但黏度高,比重大,流速下降。
熔融型硅粉流动性好,但导热差。
因此在世纪生产中应根据封装器件性能不同选择使用,包括两者的混合使用。
总之,我们要不断开发新型的绿色塑封料,不断改进封装工艺,才能满足不断发展的半导体器件的要求.。