四、電子級環氧模塑料的成型工藝及產品考核標準
1.工藝過程及其工藝條件
環氧模塑料成型是采用傳遞模塑成型方法。模塑成型工藝見圖5-8。由于環氧模塑料含潛伏性固化劑，需要冷藏儲存。因此，為了使溫度穩定化，在使用前24h，必須把模塑料從冷庫（0～10℃）中取出，保持包裝密合，使模塑料恢復至室溫（20～25℃）。為使濕度穩定化，在模塑前1～4h打開包裝，并置于通干燥空氣或干燥氮氣的裝置中。開始模塑后，要求在72h內用完，并且不能用手直接接觸模塑料。如果沒有用完，需重新密封包裝冷藏。再次使用時，溫度和濕度穩定化后24h內必須用完。
在進行傳遞模塑時，模塑料首先要進行預熱，一般使用高頻預熱機預熱。預熱時間為20～40s（根據預熱機），預熱溫度為75～85℃（預熱溫度為料餅表面溫度而不是料餅內側溫度）。進行傳遞模塑時，為保證產品質量，首先要檢查下列參數：模具表面、模具溫度、傳遞壓力、傳遞速度/時間、合模壓力、固化時間、料餅重量。
（1）首先要檢查模具表面，要清潔，不能有污點，排氣孔要通暢，否則要進行清模。
（2）模具溫度的檢查要使用表面溫度計。檢查的部位包括上下模、每個熱控制區的若干點，中央位置及周邊位置。各個位置的溫差不能過大。
（3）傳遞壓力檢查時要注意計示壓力與實際壓力的區別。定期用壓力計檢查實際壓力。為防止壓力損失，柱塞頭和傳遞料簡要定期更換。
P0=（A×P）/A0
式中 A———壓頭截面積；
A0———柱塞截面積；
P———計示壓力；
P0———實際壓力。
（4）傳遞速度由傳遞距離和傳遞時間來計算
傳遞速度=傳遞距離/傳遞時間
傳遞距離L=料餅體積/料筒截面積=（πγ2hn）/（πR2）
式中 2r———料餅直徑；
h———料餅高度；
n———料餅數量；
2R———料簡直徑。
 （5）傳遞時間 首先決定沒有沉積料餅的傳遞時間（A），然后檢查有料餅時的傳遞時間（B），調整傳遞時間A在（B+1）至（B-5）s范圍內。
（6）注意調整料餅重量，以獲得適當的殘膠厚度（見圖5-9）。如果太厚，會造成模塑料的浪費，太薄容易造成填充不完全，產生氣孔或漏封。
 典型的塑封工藝條件見表5-19。
2.塑封常見工藝問題及其解決方法
 （1）未填充未填充主要有兩種情況：有趨向性未填充和隨機性未填充。有趨向性未填充主要是由于封裝工藝與環氧模塑料的性能參數不匹配造成的。主要有以下原因及解決方法：
1）不合適的模具溫度，應在規范內升高或降低模具溫度。
2）不合適的預熱溫度，應增加或減少預熱時間。
3）注塑速度太慢，應加快注塑速度。
4）注塑壓力太低，應增加注塑壓力。
5）由于保管不當或過期，模塑料的流動性下降，黏度太大或凝膠化時間太短，應使用流動性合適的模塑料，并妥善保管。
當未填充為隨機性時，主要有以下原因及解決方法：
1）模具清洗不當，排氣孔或進料口被粒子堵塞，應清洗模具。
2）模塑料中不溶性雜質太大，堵塞進料口，應換品質良好的模塑料。
3）模具進料口太小，應增加進料口尺寸。
（2）粘模主要有以下原因及解決方法：
1）模具沾污，應清洗模具。
2）更換模塑料種類，應清洗模具。
3）模具溫度過低，應在規范內升高模具溫度。
（3）溢料環氧模塑料的溢料是通過塑封模具與引線框架之間的“縫口”的“樹脂流動”而造成的，溢料會導致浸焊外觀不良。
根據流體力學公式，下列公式表示封裝時通過縫口樹脂的量（Q）。
Q∝（ωd3）·△P/（ηL）
式中 ω———縫口寬度；
d———縫口厚度；
L———縫口長度；
△P———縫口內外壓力差；
η———樹脂熔融黏度。
因此，為使樹脂溢料（Q）最小化，可以采取降低注塑壓力從而降低△P，提高模具精度或提高合模壓力以降低縫口厚度d和增大樹脂熔融黏度來解決。因此溢料主要有以下原因及解決方法：
1）合模壓力太低，應增加合模壓力。
2）注塑壓力太高，應降低注塑壓力。
3）上一模的溢料殘留，應清洗干凈溢料殘留。
4）使用的模塑料本身流動性太大，抗溢料能力差，應使用熔融黏度較高的環氧模塑料，提高觸變性和提高反應性，使用抗溢料好的模塑料，同時降低預熱溫度。
（4）蛇眼 主要原因為注塑速度太快，應降低注塑速度。
（5）金線沖歪或沖斷
1）不當的注塑速度，應減慢或增加注塑速度。
2）不適當的預熱溫度，應增加或減少預熱時間。
3）模塑料的流動性太差，改用流動性好的模塑料。
（6）水泡狀物
1）材料中含水氣，會導致水泡狀物產生。應遵守操作條件，防止模塑料吸潮。
2）空氣進入。應使用適當尺寸的料餅，料餅尺寸最好和注塑料筒的尺寸相同或略小，否則料餅與注塑腔之間的空氣進入模腔。使用較慢的注塑速度或較大的注塑壓力，可減少水泡狀缺陷發生。
（7）氣孔在塑封產品中，氣孔是最常見的缺陷，根據氣孔在塑封體上產生的部位可以將其分為內部氣孔和外部氣孔。氣孔不僅嚴重影響塑封料體的外觀，而且直接影響塑封器件的可靠性，尤其是內部氣孔更應重視。氣孔是由模塑過程中環氧模塑料中夾帶的空氣及料腔中的氣體沒有完全排出造成的。它主要與環氧模塑料的流動性、揮發物含量、料餅密度、料餅直徑、成型工藝條件等因素有關。
如果模塑料中的揮發物含量太高，在模塑過程中又不能及時排出，就會在塑封體表面和內部形成氣孔。因此要盡量降低環氧模塑料本身原材料中揮發物的含量，防止生產、貯存、運輸、使用過程中吸潮，模塑料從冷庫中取出回溫時要嚴格按要求去做。
模塑料料餅打餅密度太低或料餅直徑與注塑料筒尺寸不匹配，會帶人大量的空氣，氣體如果不能及時排出，就會形成氣孔。因此料餅打餅密度要高，一般要求是成型后密度的80%～95%。要選擇直徑與注塑料筒相匹配的料餅。
環氧模塑料的流動性必須與塑封工藝參數相匹配，若產生氣孔，按下列方法調節。
1）不適當的模具溫度，應降低模具溫度。
2）注塑速度太快，應降低注塑速度。
3）不適當的預熱速度。應上升或降低預熱溫度。
4）注塑壓力太低，應增加注塑壓力。
5）模具清洗不適當，應清洗模具的排氣孔。
6）材料本身的流動性太強，應使用流動性適中的模塑料，或減少預熱時間。
3.塑封產品的考核方法、條件及其分級
（1）環氧模塑料的成型性能考核環氧模塑料的成型性能包括流動性能、固化性能、沾污性能及打印性能等四方面內容，見表5-20。
 （2）環氧模塑料的可靠性水平的評估標準及方法見表5-21。
 （3）其他可靠性試驗方法見表5-22。
 |