封装及模塑过程参数对塑封IC翘曲的影响

为分析封装及模塑过程参数对塑封IC翘曲的影响，本文先介绍塑料四边引线扁平封装（PQFP）使用的环氧模塑化合物（EMC）的热特性。并对不同模塑榈的聚合程度（DOC）热膨胀系数（CTE）、玻璃转变温度Tg、剪切模量G等，运用各种热分析技术进行测量。结合不同封装过程参数，运用三维有限元分析法进行封装翘曲预测；最后对塑料四边引线扁平封装（PQFP）IC翘曲的测量与预测值进行比较。 关键词：环氧模塑化合物；聚合程序；热膨胀系数；玻璃转变温度；剪切模量；翘曲预测；翘曲测量 中图分类号：305．94 文献标识码：A 随着电子产品轻、小型化的要求，IC封装趋于薄型、小型化。此时塑封IC因各封装材料(引线框架、芯片、粘接剂、模塑料)之间的热膨胀系数(CTE)不匹配更易产生局部热应力，而使封装产生表面翘曲。过度翘曲不仅使塑封后续制程如切筋／成形等难度加大，在成品塑封IC SMT组装时制程不良增高，并易产生芯片及封装裂纹等严重器件失效。 塑封器件的包封材料成分通常是电绝缘的塑料，用来保护芯片及管芯一框架组装件，其具有合适的机械强度、对封装部件的附着力、可制造性和抗环境化学腐蚀、绝缘性好、能与它交界的材料的热膨胀系数(CTE)相匹配、在使用的温度范围内具有较高的抗热和抗潮性。热固性包封料以环氧树脂为基础，或者在一些特定的用途下以有机硅聚合物为基础。 1环氧模塑化合物(EMC)的热特性 选用SUMITOMO公司的环氧模塑化合物(EMC)为塑料四边引线扁平封装(PQFP)包封材料，在加热时间为90s时，制备160℃、165℃、170℃、175℃、180℃和185℃等六种不同模塑温度下的样品，运用各种热分析手段进行固化样品的材料特性测试。采用差分扫描量热法(DSC)进行填充模塑料聚合程度(DOC)的测定，分别运用热机械分析(TMA)和动力机械分析(DMA)对模塑料的热膨胀系数(CTE)和剪切模量G进行测量。 通常用DSC-2910差分扫描量热仪进行环氧模塑料(EMC)聚合程度(DOC)的测定，每种样品约5~10mg密封在DSC-2910的样品腔内，然后以升温速率为10℃／min，在-10℃~280℃温度范围内进行测试，通过监测反应残余热，进行聚合程度卢测量。聚合程度卢定义为：

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