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塑封成型(Molding)
2025年05月30日 14:44   浏览:58   来源:小萍子

一、塑封成型是什么?一句话理解:

塑封成型(Molding)就是用高温把一团“热塑性树脂材料”压进模具里,把芯片、键合金线和支架整个严严实实包起来,形成我们最终看到的黑色“IC封装壳”。


二、塑封成型的目的

这个步骤的意义非常重大,不只是“包起来”这么简单:

作用
说明
机械保护
防止芯片和金线受到外力损伤
电气隔离
保证芯片内部电信号之间不短路
湿气/污染防护
阻挡外部湿气、粉尘侵入
成型外观
形成标准尺寸的外壳,方便测试、贴装
热传导控制
有些塑封料具有一定导热能力,有助散热

三、塑封材料是什么?

常见为环氧树脂类(Epoxy Molding Compound,简称 EMC),其中包含填充物(如硅粉)、助流剂、硬化剂、阻燃剂等。它在高温下流动如液体,固化后变成坚硬的固体


四、塑封成型的基本工艺流程(一步步拆解)

✅ 步骤 1:模具准备

将完成打线键合的引线框架(leadframe)装入模具腔中,模具是金属材质,含多个型腔,用于控制封装体的外形。


✅ 步骤 2:加热模具

模具加热到约175℃,这是热固性树脂塑封料开始流动和反应的工作温度。


✅ 步骤 3:注入塑封料

塑封料以胶粒或预成型片的形式,加热软化后由**注胶系统(plunger)**压入模腔,通过流道进入各个模腔。

  • 关键是:压力+温度+时间协同控制

  • 流速必须适中:

    • 太快 → 冲断金线或位移芯片

    • 太慢 → 来不及填满模腔就开始固化,形成气孔、空洞或边角填不满


✅ 步骤 4:在模具中初步固化

塑封料在模具中持续高温下反应,使得固化过程进行到80%左右

  • 此时塑封料已硬化形成初步结构,但还没有完全反应完成。


✅ 步骤 5:脱模

完成初步固化后,模具打开,封装件脱模,进入下一个工艺(后烘焙)前的缓冲阶段。


五、塑封工艺的核心参数控制(必须精确)

参数
控制要求
说明
模具温度
约175℃
过低塑封料不流,过高会过早固化
塑封料流速
精准调节
避免金线偏移、断裂或填充不良
转换时间(gel time)
精确控制
塑封料从流动变固的临界点前必须填满模腔
注胶压力
多段压力设定
首段柔和防冲线,中段加速填充,末段排气压紧

六、塑封中常见的品质风险及其后果

风险问题
原因
后果
冲线
塑封料流速太快
金线断裂,电性中断,封装报废
空洞、气泡
填充不完全,排气不良
封装不牢、散热差、失效率高
封装偏心
模具设计或定位问题
封装尺寸超限,影响贴装
脱模失败
塑封料完全固化在模具中
模具粘死,需人工拆模+设备停线
毛边、溢料
注胶量过多或模具夹合不紧
封装外观不良,影响下游工艺或装配

七、后续工艺配合:后烘焙(Post Mold Curing)

虽然塑封成型在模具中完成了80%的固化,但为了确保材料反应彻底机械强度达标释放内应力,还需要再进入高温烘箱中进行后烘焙。

  • 一般温度:150~175℃

  • 时间:3~5小时

这一步不可省略,否则封装后期容易出现开裂、吸湿爆裂、介电击穿等失效问题


八、封装成型对整个产品可靠性的意义

塑封成型看似“只是包一层壳”,但实质上它决定了封装的物理保护、电气性能、热稳定性,属于良率控制的关键工序之一。

如果这一环节出问题,哪怕前面贴片、键合做得再好,都会“一锅端”。


???? 总结一张图:塑封成型全流程关键点

芯片+引线完成键合
        ↓
模具预热至175℃
        ↓
注入塑封料(流速受控)
        ↓
模腔内固化80%
        ↓
模具打开脱模
        ↓
进入后烘焙(完成剩余固化)
        ↓
检验→切割→后测试

????‍???? 工程师实战建议

  • 做机种转换前,一定要进行流动仿真分析(Mold Flow Simulation)

  • 每批塑封料必须校验其流动曲线和凝胶时间

  • 若模具出现多次粘模,应检查排气系统、脱模剂、温控系统


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