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※半导体封装清模材料的最新进展及趋势。

日期:2015-04-08 09:59:23

引言

在一般半导体器件所采用的转移成型封装过程中,清模是一项看似无关紧要,实际上是非常重要的工序。一方面,在连续成型作业中,来自于塑封料以及脱模剂的一部分成分在高温(170℃~180℃)的作用下发生氧化,并且附着在模具表面,形成难以去除的污垢。如果没有及时清除,不但会造成封装时离型困难和封装体外观缺陷,而且会对模腔表面造成损坏。另一方面,每天例行清模过程所耗的少则12h,多则3h的时间,对于目前国内大部分封装测试厂而言,相对于订单数量显得捉襟见肘的产能来讲,绝对是一个异常漫长的过程。

尽管国内外专业媒体对于封装技术和封装材料的专论很多,但专门论述清模工序和清模材料的文章却极为鲜见,这未尝不是一件憾事。因而,本文对目前封装行业中所采用的清模材料的最新进展作一总结,同时就其未来的发展趋势发表笔者的一点陋见,如有疏漏之处,还望不吝赐教。

 

两种主要的清模材料

2.1 三聚氰胺

三聚氰胺清模料,一般是比重为1.21.5的白色圆柱或条块。同环氧树脂塑封料相类似,是一种热固性材料,可以采用与之相同的塑封参数。其主要成分是:

 

①三聚氰胺甲醛树脂。一般占重量百分比为60%~70%,构成清模料的主题,具有很好的流动性和一定的粘性。

②固化剂。一般占清模料3%~10%的重量,在湿度的作用下,同三聚氰胺甲醛树脂发生聚合反应。通过增减固化剂的含量,可以调节清模料的固化时间和流动性。

③填料。占20%~40%的重量百分比。一般有两种不同的填料成分:一种是有机填料,主要是纤维;另外一种为无机填料,一般是二氧化硅颗粒。由于三聚氰胺在固化后易碎,所以纤维填料的作用是增强固化后的强度,避免清模料破裂。而颗粒填料在注塑过程中,与模腔污垢产生刮擦和碰撞,起到研磨的作用。

 

在清模料中一般还有2%~10%的蜡和添加剂,分别起到离型和增强粘结的作用。

 

三聚氰胺模料的作用机理有三种:

①粘结作用。三聚氰胺在固化后可以紧紧粘住污垢,并在离型时将污垢从模具表面拉脱。

②研磨作用。在注塑过程中,颗粒填料在胶道和模腔内流过,与污垢发生碰撞和刮擦,从而除去污垢,同时降低污垢与模具表面的附着力。 

③分解作用。部分清模料中所含的添加剂会渗透到污垢内部,使污垢分解,或者降低污垢与模具表面的结合力,从而增强清模效果。