《EME高级教程》PPT课件.ppt

环氧模塑料 高级教程,目 录,1. 原材料 （充填剂/树脂/添加剂） 2. 模塑料流变性 3. 成形问题（气孔/冲线/基板倾斜） 4. 应力（微应力/温度循环/开裂） 5. 粘附机理 6. 无后固化 7. BGA（Ballrid Array）,原 材 料,降低收缩率 提高韧性 增加抗摩擦性 降低吸水率 增加热导率 降低热膨胀系数,充 填 剂,充填剂用于控制粘度，提高强度，降低 收缩率和热膨胀系数。,优点,增加重量 增加粘度 机械加工困难 增加介电常数,缺点,天然石英,纯无定形石英,熔融二氧化硅,片状充填剂,球状充填剂,结晶充填剂,规则的几何形状 高热导 适用于功率器件 模具易于磨损,低射线充填剂,用于存储器的高纯度充填剂，以降低由充填剂引起的芯片失效,不规则形状 高强度 流动性差,球形 强度低 流动性好,1900-2500,树 脂 系 统,环氧树脂,硬化剂,交 联 过 程,捏合前 交联0%,模塑料,成形后,后固化后 100%交联,固 化 程 度,交联密度取决于树脂类型 交联率% = 固化程度 交联过程对温度敏感,混合,捏合,打饼,储存,解冻,成形,后固化,固 化 程 度,树 脂 类 型,线形树脂,多功能基团,双酚型,低粘度,弹性,玻璃化转移温度-Tg,定义 材料从较硬和相对较脆的状态变成粘稠或橡胶状态的温度。 在这个温度范围内，材料的许多物理性质，如：硬度、脆 度、热膨胀、比热等，会发生显著、快速的变化。,温度,长度,Tg,模塑料流体学,粘度,粘度,粘度,增加球形充填剂比例,剪切力,牛顿流体,非牛顿流体,流体,触变流体,胀流型流体,水，环氧树脂,EME，CRM,聚合物,增加充填剂含量,门 尼 公 式, = 系统粘度 1 = 树脂粘度 KE = 爱因斯坦常数 2 = 充填剂含量（体积） m = 真体积/表观体积（充填剂）,注释： 高充填剂含量=高粘度 片状充填剂的KE值高 增加2=增加粘度 如需要增加充填剂含量 而粘度不变化，则必须 提高m 如要提高m，则充填剂 必须紧密包装。,气孔-原因及对策,挥发性物质,气孔数量,潮湿程度,干燥包装,带入的空气,气孔数量,空气体积,增加饼料紧密度 料桶直径与饼料 直径匹配 上下流动均匀 优化排气孔设计,成形参数,粘度,注模时间,提高注模压力 延长凝胶时间 提高粘度 降低模温 优化注模时间,175 165,冲 线,冲线 = f(粘度，速度),其它因素： 模塑料流动不均匀使金线扭曲 由气泡引起的内部应力变化使金线变形 操作迟缓导致模塑料开始固化 大颗粒的充填剂冲击 金线特性：直径，长度，弧度，强度等,冲 线 对 策,粘 度,时间,调整注模时间 注模速度 模温 模塑料凝胶时间,延长凝胶时间 降低催化剂含量 降低模温,降低粘度 降低催化剂含量 降低树脂分子量 提高模温,粘 附 机 理,氢 键,共 价 键,二氧化硅充填剂,接合剂,环氧树脂,HO-R,HO-R,+,+,-CH3OH,润 湿 性,低粘度 良好的润湿性,高粘度 较差的润湿性,模塑料,模塑料,框架,框架,空气,框架表面,模塑料,应 力 方 程,=E(T)(T)dT, = 应力 = 热膨胀系数 E = 模量 T = 温度,= (1- i) *E1* (Tg-T0) + (2- i) *E2* (T1-Tg),1，2 = 热膨胀系数 i = 材料热膨胀系数 E1，E2 = 模量 Tg = 玻璃化温度 TO，T1 = 作业温度（如：T0=室温，T1=模温）,环氧树脂,IC材料的热膨胀系数,E,Tg与温度的关系,(T),E(T),温度,Tg,开裂应力 - 温度,曲线下面积 表示开裂应力,框架/芯片/金线/芯片涂层 等,模 塑 料,应 力,175 240,关键词 粘附 高温模量 热膨胀不匹配 蒸气压力,开裂应力 - 封装设计,h,a,应力 = P a2 / h2,P = 蒸气压力 （kg/mm2） = 系数,应力,吸收水分 (kg/mm2),SOIC,QFP,热冲击应力,曲线下面积表 示热冲击应力,框架/芯片/金线/芯片涂层 等,模塑料,应 力,-65 150,关键词 翘曲裂纹 铝板倾斜 断线 芯片表面划伤 疲劳断裂,分层 - 鱼骨图,框架,银浆,芯片,成形机,成形工艺,流动性 环氧树脂/催化剂类型 粘度，濡湿性,模塑料,翘曲 - 鱼骨图,银浆&框架材料,模塑料,封装设计,成形工艺,翘 曲,无后固化的影响,BGA（球栅分列）,优点： 引脚间隔大 在PCB安装排列过程中能自我 安装面积比QFP小 散热能力比QFP好 低感应度，使高速芯片成为现实,