新型环氧塑封料，模塑料在半导体行业中的应用

上海常祥实业有限公司推出新型环氧塑封料，环氧模塑料，A:新型塑封料对模具几乎无磨损，B:超低Cl+和超低Na+,对元件无腐蚀性，C:常温保存．1 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
在实际生产过程中出现如表1所示情况时，可对工艺条件进行适当调整。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恭工序的影响。

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。
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：

（1） 塑封料要有较高的纯度，Na+、CL离子降至最低；
（2） 塑封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。
（3） 塑封料与框架金属要有较好的粘接性；
（4） 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 塑封料的内应力
由于塑封料、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。因为塑封料膨胀系数（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，塑封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，塑封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 塑封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。
在塑封料诸成分中，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。

3 总结
对于封装工艺的选择，我们一旦了解了封装过程中的几个主要影响因素，在封装过程中就可根据不同的地域、不同的环境和气侯，而进行不同的工艺调整。同时，对封装人员来说也要加强对环氧塑封料的认识。