集成電路封裝技術1IntegratedCircuitPackagingTechnology塑封1塑封2塑封工藝流程塑封（包封）的原理塑封：或稱包封，它是器件封裝過程中的關鍵工序之一，是指通過一定的溫度和壓力下，使塑封材料在塑封模具型腔內發生化學反應并固化成型的過程。塑封生產中的三個要素：溫度、壓力、速度塑封前塑封后1.工藝簡單，便于大量生產，成本低。2.工作溫度較低3.芯片事先加了保護性鈍化膜。4.塑封材料符合封裝的要求。使用塑封封裝的理由1.與器件及框架的粘附力較好。2.必須由高純度材料組成，特別是離子型不純物要極少。3.吸水性，透濕率要低。塑封材料的要求:4.熱膨脹系數要CTE小，導熱率要高。5.成型收縮率和內部應力要小。6.成型，硬化時間要短，脫模性要好。7.流動性及充填好，飛邊少。單純的有機聚合物已經無法滿足以上要求，因此目前采用的塑封料是有機材料與無機粉料的復合體，其中無機粉料占到了整個塑封料的70%左右。塑封料介紹模塑料主要成分是環氧樹脂與硅微粉，是一種通過固化劑（酚醛樹脂）固化環氧樹脂，硅微粉作為主要填料并輔以其它微量成分，通過特殊工藝制備的復合性材料。模塑料是一種熱固性材料，固化后無法重復利用。塑封料成分以及功能環氧樹脂：是基體，含量為10%左右，起到粘接劑的功能，常用材料有甲酚醛樹脂等；固化劑（硬化劑）：含量約為6%左右，起到線性或交叉聚合反應（交聯反映）的功能，通常使用環氧酚醛樹脂及環氧甲酚醛樹脂；催化劑：加快線性或交叉聚合反應的速度。

★環氧樹脂、固化劑、催化劑組成了模塑料產品的粘接劑系統，通過加入固化劑與催化劑，使得環氧樹脂可從液態（熱塑性）轉變為堅硬的熱固性固體。塑封料成分以及功能填料（填充劑）：含量（60-80）%左右，加入填料可改善模塑料參數特性：降低膨脹系數，提高熱導率、增加彈性模量、調整材料流動性、減少固化時收縮應力，但主要缺點是：增加了重量、增加了材料粘度、提高了介電常數。常用的填料有：二氧化硅、氧化鋁。偶聯劑：通過共價鍵將填充劑與聚合物之間交聯在一起從而增加有機物聚合物與無機填充料的結合力，同時，偶聯劑還可以增強材料與框架、芯片的粘接力，減少脫層失效現象。通常用的偶聯劑包括硅烷、鈦酸鹽、鋁的螯合物及鋯鋁氧化物。塑封料成分以及功能脫模劑：脫模劑的作用主要是減弱模塑料對模具型腔的粘接性，使產品容易從模腔內脫離出來。常用脫模劑包括：硅樹脂、烴烷、有機酸類無機鹽、及碳氟化合物。其中烴烷如巴西棕櫚蠟是最常用的脫模劑。應力釋放添加劑：使用增塑劑、應力消除劑可降低材料彈性模量、增加材料柔韌性、降低熱膨脹系數，降低材料熱-力收縮應力。主要應力釋放劑：硅樹脂。阻燃劑：加入鹵族元素化合物，可改善環氧樹脂本身易燃的特性。塑封料成分以及功能離子吸收添加劑：減少封裝體內部金屬與包封料接口處任何累積水氣的電導率，延緩電解腐蝕的退化過程。在環氧模塑料中加入強堿及鹵化物離子吸附劑使環氧樹脂中殘留的Na+、K+、Cl-、Br-等離子不能溶解在封裝體擴散及積聚的水氣中。著色劑：著色（區別器件類型）、遮光（減小器件的光子激活性）的功能。常用的為黑色素。模塑料的典型特性參數螺旋流動長度：表征材料在熔融狀態下流動特性的參數。

a、塑封料的流動特性隨溫度的變化而顯著變化，常用模塑料在175℃左右，流動性參數最佳。

b、塑封料的流動特性隨所受壓力的增大而直線增大，因此在實際生產中應嚴格管控壓力參數。凝膠化時間：通常在175±2℃條件下，材料從熔化到凝固過程的時間。塑封料的凝膠化時間隨著溫度升高、保存時間延長而降低，貯存過程中供應商推薦：10℃以下貯存12個月，20℃貯存2個月。環氧模塑料的典型特性參數線膨脹系數：材料隨溫度每變化1℃而變化的百分率玻璃化溫度：無定型或半結晶聚合物從粘流態或高彈態向玻璃態轉變的溫度，稱為玻璃化溫度。以上兩項是材料熱力分析的主要參數。彎曲強度、彎曲模量模塑料封裝時的收縮應力起因于不同材料在封裝體內以及結合出的聚合反應及熱膨脹系數不一致。通常認為：通過降低材料模量、熱膨脹系數、玻璃化溫度，可以降低材料的應力，提高器件的可靠性。環氧模塑料的典型特性參數其它一些性能指標：密度粘度導熱系數體積電導率阻燃性成型收縮驢煮沸吸水率Na+、Cl-離子含量塑封料的使用與保存1、保存：塑封料必須在5℃以下冰庫內保存，保存有效期為1年。2、一般料餅醒料（或稱為退冰/解凍）24h后才可使用（SOT系列料餅醒料時間為12h），使用有效期為72h、即必須在醒料后72h內用完，超時報廢。3、為確保對料餅有效期的嚴格管控，必須嚴格遵循先進先出的原則：即在有效期內，先配出的料餅必須優先使用。4、包封時料餅在烤餅機下預熱，溫度為：85±7℃。5、在使用過程中應避免料餅溫度變化以及吸濕，以免影響塑封質量。塑料封裝的成形技術包括轉移成形技術、噴射成形技術、預成型技術。其中轉移成型技術最為普遍。轉移成形法密封微電子器件有許多優點，它的技術和設備都比較成熟，工藝周期短，成本低，適合大批量生產；當然它也有一些明顯的缺點，塑封料的利用率不高，對于高密度封裝有限制。轉移成型技術塑封料在高溫的轉移成型罐中變為熔融狀態，在外加壓力作用下進入模具型腔內，獲得一定形狀的芯片外形。噴射成型技術將混有引發劑和促進劑的兩種聚合物分別從噴射槍兩側噴出，同時將塑封料樹脂由噴射槍中心噴出，使三者混合，沉積到模具型腔內，壓實固化而獲得一定的外形。預成型技術將封裝材料預先做成封裝芯片外形對應的形狀，如陶瓷封裝，先做好上下封蓋后，使兩封蓋密封接合。設備高頻預熱機自動排片機塑封機高溫烘箱塑封主要設備.塑封主要設備.塑封主要設備來料整理參數設置預熱、上料注塑成型開模下料質量檢查高溫固化預熱：塑封料、引線框架上料：將預熱的引線框架放到模具上合模：閉合模具注塑：投入預熱的塑封料，注進、成型開模：打開模具，頂出塑封制品。注塑成型過程注塑成型過程后固化后固化作用：塑料充分固化改善產品的熱機械特性，提高產品可靠性后固化工藝條件：后固化工藝條件1：175℃4h后固化工藝條件2：175℃8h后固化工藝條件3：175℃4h高貯：150℃28h（客戶有特殊要求的由工程認可后臨時通知執行）操作注意事項①塑封料領取后需要先在常溫下進行回溫，具體的回溫時間根據塑封料以及室溫確定（通常在24小時左右），并且塑封料從冷藏狀態取出后必須在它規定的有效期內使用完畢；②生產時只能使用按工藝回溫好的塑封料，并優先使用回溫早的塑封料，且不得放在塑封機臺上，應該放置在附近的凳子或桌面上；③新更換的模具必須使用特定的清洗劑洗模后使用，使用著的模具必須定期進行清洗，清洗需干凈，保證生產滿足質量要求，不允許有洗模殘渣留于上下模；④作業前應穿戴好個人防護用品，避免作業途中高溫燙傷；⑤上料時需保證模具表面清潔，引線框架定位良好，防止模具壓壞，并確保引線框架方向正確；⑥在生產中，操作人員嚴禁