集成电路封装,产品塑封体裂纹产生的原因

集成电路封装失效机理及可靠性设计研究随着电子技术的不断发展，集成电路在人们生活和工作中发挥着越来越重要的作用。

而集成电路封装作为集成电路的一项重要工艺，对集成电路的性能和可靠性具有非常重要的影响。

因此，对集成电路封装失效机理进行深入研究，并设计出更加可靠的封装方案，具有非常重要的现实意义。

一、集成电路封装失效机理集成电路封装失效主要包括材料失效、工艺失效和结构失效三个方面。

其中，材料失效是指电子封装材料在长时间使用过程中，由于内部结构发生改变导致失效，如负温度系数压敏电阻器老化失效、绝缘材料老化失效等。

工艺失效是指封装过程中出现的缺陷和不良现象，如焊接不良、漏胶等。

结构失效是指封装结构设计上的问题，如温度应力、内部气泡等问题。

对于材料失效，主要是因为材料长时间的老化导致的。

因此，在设计电子封装材料时，应该考虑到材料内部结构及外部环境因素对材料性能和可靠性的影响。

封装材料应该具有优良的耐老化性，并且材料的质量应该得到保证。

对于工艺失效，主要是因为封装工艺的不严格导致的。

为了保证封装工艺的可靠性，应该严格控制封装工艺流程及所使用的设备和材料，避免出现缺陷和不良现象。

对于结构失效，主要是因为长时间的使用过程中，封装结构会受到温度应力、机械应力、湿度等因素的影响，导致结构失效。

因此，在设计封装结构时应该考虑到环境应力对封装的影响，并采用合适的结构设计和材料，以提高封装的可靠性。

二、可靠性设计为了提高集成电路封装的可靠性，应该从以下方面进行设计和改进：1、采用新型封装材料新型封装材料具有低介电常数、高热导率、低热膨胀系数等优秀的性能，可以提高封装的可靠性。

2、提高封装结构的强度和稳定性采用合适的结构设计和材料，以提高封装结构的强度和稳定性，防止封装结构在长时间使用过程中因应力等因素导致失效。

3、严格控制封装工艺严格控制封装工艺，确保封装过程中各项参数得到严格控制和监测，避免工艺失误导致失效。

4、加强封装质量检测加强封装质量检测，及时检测和排除可能存在的缺陷和故障，确保产品的质量和可靠性。

ic封装中塑封制程中环氧树脂产生空洞的原因摘要在I C（in te gr at edc i rc ui t，集成电路）封装过程中，塑封制程中环氧树脂产生空洞是一种常见的问题。

本文将从几个可能的原因进行详细分析，包括树脂和填充剂选择、环氧树脂化学反应、制程参数控制以及封装过程中的气体释放。

通过全面了解这些原因，有助于大大降低环氧树脂产生空洞的风险。

一、树脂和填充剂选择在I C封装中，选择适合的环氧树脂和填充剂对于防止产生空洞至关重要。

首先，环氧树脂应具有较低的粘度，以便于在封装过程中流动性好，能够填满电子器件与封装材料之间的空隙。

其次，合适的填充剂应具有良好的分散性和浸润性，以确保与环氧树脂充分混合，避免产生空洞。

二、环氧树脂化学反应环氧树脂在固化过程中会发生化学变化，这也可能导致空洞的产生。

其中一个可能的原因是固化过程中的副反应产物聚合物体积收缩导致树脂收缩，从而形成空洞。

此外，环氧树脂的固化速度也会影响空洞的形成，如果固化速度过快，树脂内部产生的气体无法及时逸出，也会形成空洞。

三、制程参数控制制程参数的控制是解决环氧树脂产生空洞问题的关键。

一方面，封装温度要能够在树脂固化过程中提供充足的热能，促使树脂充分流动，排除空气和气泡。

另一方面，封装时间必须足够，以确保树脂固化充分，避免在固化过程中形成空洞。

此外，还需要合理控制封装压力，以保证树脂在填充过程中能够进一步融合并排除空气和气泡。

四、气体释放在环氧树脂固化过程中，存在多种气体释放的反应，如果这些气体无法及时排除或被封装材料所封锁，就会形成空洞。

为了解决这一问题，可以采取以下措施：首先，在制程中添加适量的气相释放剂，帮助气体快速逸出；其次，加入吸湿剂，降低树脂固化过程中的湿气含量，减少气体的产生；最后，在封装过程中提供良好的排气条件，确保气体能够及时排出。

五、结论综上所述，I C封装中塑封制程中环氧树脂产生空洞的原因主要包括树脂和填充剂选择不当、环氧树脂化学反应引起的体积收缩、制程参数控制不合理以及气体释放不畅等。

表面安装塑封体吸湿性开裂问题及其对策随着SMT封装技术的发展，表面安装型塑封体由于吸湿性引起的开裂问题越来越突出。

本文主要对表面安装型塑封体(如SOP、PLCC、PQFP、PBGA 等)在回流焊时吸湿开裂机理以及相应对策等进行讨论分析。

1 前言传统通孔式封装中其焊接工艺采用波峰焊。

DIP引脚插入PCB板中，再用熔融的焊料进行焊接，在焊接时，封装体受到PCB板的保护，并没有直接与熔融焊料直接接触。

但随着先进的SOP、PLCC、PQFP、BGA等表面安装封装技术的发展，由于塑封体吸湿性引起的开裂问题越来越突出。

多引脚表面安装封装体与通孔式封装体相比，引脚节距小，在安装时是直接贴装在PCB表面上，这种封装形式可以在PCB板上两面进行贴装，虽然脚数增加，却使得封装的尺寸和厚度减小。

这种封装工艺在焊接时采用高温回流焊的方式进行焊接，封装体和PCB一起受到高温加热，在此受热过程中，由于其吸收的潮气，增大了其开裂的可能性。

在装配过程中，较大尺寸以及较薄壳体表面安装型封装体，常会发生"爆米花"开裂现象。

本文主要讨论在SMT回流焊条件下，表面安装型塑封体(如SOP、PLCC、PQFP、PBGA等)由于吸湿引起的开裂问题、干燥工艺、特殊的返修工艺等，希望能为集成电路封装厂家以及装配厂家提供一些帮助。

2 引起开裂吸湿阈值极限及因素引起开裂的吸湿阈值极限是指在一定的回流条件下，引起SMT封装体开裂的必要水汽含量。

水汽通过扩散进入塑封体内，最后与周围环境达到一种平衡，此时，该塑封体放入回流炉内加热回流焊，塑封体内的水分在高温下变成气体，形成饱和水蒸气，随着蒸气量的增加，在封装体内产生蒸气压，当压力达到一定的程度，为释放压力，在应力集中薄弱处就产生裂纹，塑封体从内部开始产生裂纹，引起开裂。

[1]决定塑封体吸湿阈值极限要考虑多个因素，主要有环境的温度、湿度，塑封料的性能，DAP(Die Attach Paddle)的尺寸，以及封装体的厚度、引线框架的材料等因素。

常见塑料制品开裂的原因浅析及检测方法简述引言工程塑料因为其优异的特性——高强度、耐热、耐冲击、抗老化等而被广泛应用于工业零件及各种外壳制造上。

但在制造或使用过程中，塑料制品很有可能被钉螺丝或涂胶水，这样的处理常常会诱发塑料制品的应力开裂，致使次品率很高。

而开裂是塑料制品经常出现的致命缺陷，包括制作表面丝状裂纹、微裂、顶白、开裂及因制件粘模、流道粘模而造成的创伤。

引起开裂的原因涉及模具、成型工艺、塑料材料、环境应力等方面。

开裂原因浅析及改进建议不同的开裂原因会导致不同的开裂类型，如果按照开裂的时间分类，塑料制品开裂现象通常有两种情况：（一）脱模开裂，塑料制品从模具脱出或在机器加工过程中出现开裂，这种开裂原因和后果比较容易预估；（二）应用开裂，塑料制品在放置一段时间后或使用过程中出现开裂，这种开裂往往难以预测，且产生的后果可能是毁灭性的。

以下主要从塑料材料的选择和环境应力的角度出发，结合以上两种开裂类型简单阐述开裂原因及改进建议。

1. 材料类型所致开裂的原因分析及改进建议下面通过两个案例，从选材背景及加工后出现的问题来分析材料选择对产品开裂可能造成的影响。

1.1圆孔性连接器（代表成型中空制品）一直以来，客户在生产成型小型圆孔时，选择的都是聚苯硫醚PPS GF30/GF40这种材料，器件没有出现任何开裂现象。

在开发大圆孔径系列连接器时，客户再次选用全球多家知名厂家的PPS GF30/GF40材料。

加工的结果是制品开裂非常严重，有些属于脱模开裂，有些属于应用开裂，而且不同厂家同类型含量的PPS均存在制品开裂问题。

客户和材料厂商起初怀疑是塑料冲击强度不够，但同时发现冲击强度比PPS GF30/GF40低的PA6和PC材料却反而不开裂。

在选用一些知名厂家提供的高抗冲击性PPS GF40材料后，开裂问题依然存在（图1）。

根据客户提供的信息，我们分析，很可能是由于成型塑料圆孔的模具型芯采用的是硬质合金材料。

金属材料导热和散热能力较强，而一般塑料材料散热能力较弱，金属材料和塑料挤出时不可避免会产生收缩相差较大的情况，塑料产品不同部位温度也有较大差别，对于延展性不好（断裂伸长率偏小）的塑料，无疑会发生断裂的现象。

集成电路塑封模具错位、偏心问题探讨魏存晶【摘要】就集成电路封装过程中塑封模具的错位和偏心问题做探讨，分析导致错位和偏心的各种原因，并就如何使塑封模具的错位、偏心问题对产品的质量影响降到最低提出了具体的改善措施。

【期刊名称】电子工业专用设备【年(卷),期】2011(040)001【总页数】4【关键词】错位；偏心；精度；塑封模具；公差；模具温度集成电路塑料封装属于电子产品后段的工艺技术，它的目的是给集成电路芯片一套组织构架，使其发挥芯片特定的功能。

其封装的目的主要体现在以下5个方面：①接通半导体芯片的电流通路；②为半导体芯片提供信号的输入和输出；③提供热通路，散逸半导体芯片所产生的热量；④提供机械支撑；⑤为芯片提供环境保护。

1 塑封模具错位、偏心对集成电路产品的影响由于塑封模具本身的设计精度，加工精度、引线框架的冲切精度以及材料的热膨胀等原因，在封装过程中容易产生产品错位与偏心。

错位指的是半导体集成电路芯片在塑封模具封装后，上、下塑封体的中心与载体引线框架设计中心向相反方向的偏离(见图1)；偏心指的是半导体集成电路芯片在塑封模具封装后，上、下塑封体的中心与载体引线框架设计中心同方向的偏离(见图2)。

错位、偏心的产品直接影响切筋工序的正常加工，如果产品错位、偏心超标，切筋成型工位就会造成产品管腿位置贯通性分层，胶体隐形裂纹，胶体打烂等问题出现，所以说塑封模具错位、偏心是集成电路封装过程中常见的重要缺陷之一，也是各个封装测试企业着重研究解决的颇为重要的问题。

2 导致模具错位、偏心的原因分析2.1 引线框架尺寸公差引线框架的功能是显而易见的，首先它起到了封装器件的支撑作用，同时防止模塑料在引线间突然涌出，为塑料提供支撑；其次它使芯片连接到基板，提供了芯片到线路板的电及热通道。

引线框架的精度是保证产品错模的重要因素，由于引线框架冲切精度的不同，使得引线框架的各个尺寸都有公差范围，所以引线框架本身存在公差误差。

塑件产生裂纹的原因是什么，如何排除？（1）缺陷特征塑件裂纹的主要表现是：塑件的内外表面出现有空隙的裂缝及由此形成的破损。

（2）缺陷产生的原因及其排除方法塑件之所以出现裂纹，主要是由于塑件所受应力太大或者应力集中所致，具体分析如下。

1）注塑模具①若顶杆的位置不对或安装不当，使得顶出阻力增大，塑件局部应力集中，导致塑件出现裂纹，对此，要检查顶杆位置及安装质量。

②若塑件的脱模斜度太小，脱模阻力增大，在强制脱模时，塑件受到过大顶出力作用而出现裂纹，对此，要适当加大脱模斜度，以利脱模。

③若顶出装置的顶杆截面积太小，在顶出塑件时受力不均匀，导致残余应力集中而出现裂纹，对此，应适当加大顶杆截面积。

④浇口处由于温差较大，是易于产生裂纹之处，对此，可在浇口周围设计环状加强筋来减少裂纹产生。

⑤对于流动性不好的塑料，如PSF、PPO、PC等，必须提高注射压力才能使熔体充满型腔，这类塑料成型时极易在浇口处出现裂纹，对此，可采用一种特殊浇口，如凸片浇口、侧浇口等，成型后可将产生裂纹的浇口部分分离。

⑥若型腔内有锐角、棱边等急剧变化之处，最易出现裂纹，型腔上的裂纹会复映到塑件上来，对此，应修复型腔，进行镀铬抛光处理。

⑦顶杆在顶出塑件的加力位置，应是脱模阻力最大的部位，如凸台、加强筋等，这样，才有利于塑件脱模，不至于出现应力过于集中。

⑧若浇口的形式或位置不当，很易产生裂纹，对此，可优先采用压力损失小，能承受较高压力的直浇口，或将正向浇口改为多个点浇口及侧浇口，并将浇口直径减小。

⑨注射时，喷嘴要与浇口紧密接触，模具受力相当大，模具在这种力的反复作用下会因疲劳而开裂，这种裂纹也会影响塑件，对此，必须对模具进行修复。

2)注塑工艺①若保压时间过长，塑件受到过大压力作用，会有较大残余应力，易使塑件因之而产生裂纹，对此，可适当缩短保压时间。

②若注射压力过大，残余应力也随之增大，这种应力易使塑件出现裂纹，对此，应适当降低注射压力。

③若注塑成型时必须采用较大注射压力，为降低塑件中的残余应力，可减少熔体与模具的温度，提高机筒与模具温度，延长塑件的冷却时间等，使取向的分子链能有时间得以恢复。