塑料封口和注塑壓力是影響復(fù)合固態(tài)疊層電容性能的主要因素。采用高純塑封材料,韌性強(qiáng),流速長(zhǎng),與芯片摩擦小,高溫粘度低,而且固化收縮率小的高純塑封料,對(duì)芯子的沖擊較小。注塑壓強(qiáng)一定范圍內(nèi),注塑壓強(qiáng)越小,產(chǎn)品的漏流合格率越高, ESR越小。
電子器件封裝是指將構(gòu)成電力、電子元件或集成電路的各部分按照規(guī)定的要求,合理地布置、裝配、鍵合、聯(lián)接、隔離和保護(hù)等操作過(guò)程,以防止水、灰塵、有害氣體進(jìn)入元件或集成電路,減緩振動(dòng),防止外部破壞,穩(wěn)定元件參數(shù)。根據(jù)包裝材料的不同,可以分為金屬封裝、陶瓷封裝和塑料封裝,現(xiàn)有的固態(tài)疊層電容基本都是塑料封裝。
上面提到的封裝作用是指封裝完成后才能起到的保護(hù)作用;實(shí)際上,封裝材料和封裝方式都會(huì)對(duì)封裝狀態(tài)產(chǎn)生影響。作為塑料密封材料的例子,塑封料在充填模腔的過(guò)程中,成型材料在固化過(guò)程中會(huì)使塑封料擠壓,另外塑封料必須在高溫下流動(dòng)并填充模具,所以芯子會(huì)受到擠壓應(yīng)力和高溫的雙重沖擊;對(duì)于固態(tài)疊層電容,沖擊主要表現(xiàn)為經(jīng)過(guò)塑封后的漏電流急劇增加。
固態(tài)疊層電容在塑封過(guò)程中,會(huì)影響其性能的主要因素有封口方式、塑封材料、注射壓力和模溫溫度四種。
塑封方式:有液體封裝和固體封裝兩種,液體包裝的優(yōu)缺點(diǎn)很明顯,其優(yōu)點(diǎn)是能夠用較低的壓強(qiáng)和較低的溫度實(shí)現(xiàn)對(duì)芯子的密封,因而對(duì)芯子的沖擊較小;缺點(diǎn)是其塑封料在常溫下為液態(tài),玻璃化溫度較低,塑封料的耐熱性較差,塑封料在常溫下為液態(tài),玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低,塑封料的耐熱性較差,塑封料機(jī)械強(qiáng)度不高,無(wú)法通過(guò)表面貼裝技術(shù)。所以,固態(tài)鋁電解電容器基本上采用固態(tài)封裝。
塑封材料:電子材料是微電工業(yè)和技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著IC密封技術(shù)的發(fā)展,對(duì)材料的要求越來(lái)越嚴(yán)格,這也推動(dòng)了密封材料的發(fā)展。環(huán)氧塑料密封是IC后道密封的三大主要材料之一。超大型集成電路用環(huán)氧塑料密封已成為國(guó)內(nèi)外的主流。目前,絕大部分器件上的微電路是塑料密封件,環(huán)氧塑料密封件在集成電路密封市場(chǎng)上的重要地位和價(jià)值越來(lái)越多。
塑封工藝中,塑封料軟化流動(dòng)填充模,同時(shí)固化,完成對(duì)型芯封裝。這樣,塑封材料在流動(dòng)接觸到芯子的過(guò)程中和塑封料在固化時(shí)會(huì)對(duì)芯子產(chǎn)生擠壓;具有柔性好的塑封料,流動(dòng)長(zhǎng)度長(zhǎng),與芯片摩擦力小,高溫粘度小,固化收縮率小的高純度塑封料將對(duì)芯子產(chǎn)生較小的沖擊。結(jié)果表明,漏流合格率較高,產(chǎn)品 ESR值較小。
注塑壓強(qiáng):塑封材料除了本身具有一定的高溫流動(dòng)性外,還需要借助外力來(lái)填充整個(gè)模具,最后完成對(duì)芯片的完全封裝;注射壓強(qiáng)太大或太小,都不適合固態(tài)疊層電容。注射成型壓力過(guò)小,會(huì)產(chǎn)生注水不滿(mǎn),塑封料不夠致密,與框架粘結(jié)不良,易產(chǎn)生吸濕腐蝕等缺陷,從而影響產(chǎn)品的可靠性,降低產(chǎn)品的使用壽命;如果塑封壓強(qiáng)過(guò)大,則塑封料與芯片的粘結(jié)強(qiáng)度過(guò)大,會(huì)使產(chǎn)品產(chǎn)生吸濕腐蝕等缺陷,從而降低產(chǎn)品的使用壽命;如果塑封壓強(qiáng)過(guò)大,就會(huì)使塑封材料不夠致密,與框架粘接不良;注射壓力主要影響產(chǎn)品的漏電流合格率和產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
模具溫度:當(dāng)模溫稍高于塑封料的玻璃化溫度時(shí),可獲得較理想的流動(dòng)度。通常,模具的溫度在140-195度之間,由于塑封材料的軟化溫度限制,溫度過(guò)低,容易出現(xiàn)粘膠現(xiàn)象,影響正常生產(chǎn);溫度過(guò)高,塑封料固化速度快,內(nèi)應(yīng)力增加,與引線框架的粘接能力下降。與此同時(shí),太快的硫化也會(huì)使模塞不滿(mǎn),高溫時(shí)就會(huì)脫層起翹。因?yàn)榫谥颇_^(guò)程中所用的時(shí)間很短,溫度140-195度的高溫對(duì)疊層固態(tài)鋁電解電容器的影響可以忽略不計(jì)。但模具溫度會(huì)影響塑封料的粘度和固化速度,進(jìn)而影響塑封料和晶片的磨擦和擠壓;溫度越高,塑封料的起始粘度越小,但也越容易固化,導(dǎo)致接觸到芯片的粘度有可能更大,兩種制模溫度在140-195度之間對(duì)制模溫度的影響較大,而制模溫度的具體數(shù)值與注塑壓強(qiáng)有關(guān)。
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