一種適用于小批量電路的封裝工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電路的封裝工藝，尤其是適用于小批量電路的封裝工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]封裝對于一些電路來說是必須的，也是至關(guān)重要的。因為有些電路要與外界隔離，以防止空氣中的雜質(zhì)對芯片和引線的腐蝕造成電氣性能下降，同時一些電路用集成塊和電阻、電容等器件制作完成后，仍需要以封裝形式來提高保密性、抗振動性能和抗干擾性能，以便于用在嚴(yán)苛環(huán)境中，如航空、航天、深海和戰(zhàn)場等。封裝技術(shù)直接影響電路自身性能的發(fā)揮和PCB的設(shè)計及制造。
[0003]根據(jù)不同產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)要求，可分為灌封、包封和塑封等封裝方式。封裝材料方面，環(huán)氧樹脂價格相對較便宜、成型工藝簡單、適合生產(chǎn)、可靠性也較高，因此環(huán)氧樹脂材料封裝近十年來發(fā)展很快。目前國外半導(dǎo)體器件的80%?90%(日本幾乎全部)由環(huán)氧樹脂材料封裝。
[0004]常用的環(huán)氧樹脂封裝方式需要專用機器，該機器的購買成本、運行和維護費用較高，其本身噪聲大，如果小批量的電路還會浪費材料，所以小批量電路熱塑封不宜使用這些專用機器。
[0005]一般情況下，實驗室中都是在封裝電路之后做常溫測試，為減少故障率，再做老化試驗，最后做高低溫測試。通常用于嚴(yán)苛環(huán)境中的電路要在高溫條件下老化數(shù)十個甚至數(shù)千個小時，這種重復(fù)實驗需要大量時間，而在某些項目中，時間非常緊張，雖然這些電路的數(shù)量不大，但設(shè)計和制作這些用于嚴(yán)苛環(huán)境中的電路卻要花費大量的時間，因此做老化試驗的時間不夠。
[0006]封裝過程中，電路與封裝材料之間會產(chǎn)生應(yīng)力。電路工作時各部分溫度不同，與封裝材料之間也會產(chǎn)生應(yīng)力。這些應(yīng)力會造成強度下降、抗沖擊性能差、開裂等問題，在高溫或低溫環(huán)境下工作時，會造成電路或芯片損壞。
[0007]現(xiàn)階段對于小批量電路生產(chǎn)過程中存在下列兩個問題:一是如何縮短生產(chǎn)時間，二是通過如何減少應(yīng)力來提高產(chǎn)品的質(zhì)量和合格率，這兩個問題都需要解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種適用于小批量電路的封裝工藝。將封裝、老化與測試同時進(jìn)行，整個過程依次為:
(a)先往模具中倒入固化劑，再把電路放入模具中，讓電路浸入固化劑中；或者先將電路放入模具中，再倒入固化劑，讓電路浸入固化劑中；
(b)將模具連同電路從室溫SIT升到指定高溫S2°C；
(c)使電路在S2°C下工作tl分鐘，斷電后保持t2分鐘，多次重復(fù)tl，t2過程，此過程結(jié)束時固化劑不再是液態(tài)；
(d)從S2°C降到指定低溫S3°C，使電路在低溫S3°C下工作t3分鐘，斷電后保持t4分鐘，多次重復(fù)t3、t4過程；
(e)多次重復(fù)(c)(d)的高低溫過程；
(f)再從低溫S3°C升到高溫S2°C，使電路在S2°C下工作tl分鐘，電路斷電后保持t2分鐘，多次重復(fù)tl、t2過程。
[0009]在上述電路工作過程中，安排測試，將不合格產(chǎn)品淘汰掉。
[0010]對于要在110°C以下工作的電路，優(yōu)選的固化劑為HL-1108環(huán)氧樹脂固化劑。
[0011]對于要在110°C以上工作的電路，優(yōu)選的固化劑為環(huán)氧樹脂HASUNBOND 739。
[0012]對于從攝氏125度到攝氏零下55度都要工作的電路，tl=t2=10分鐘，S1=25°C，S2=125°C，在步驟(c)中重復(fù)三次；t3=t4=10分鐘，S3為攝氏零下55°C，在步驟(d)中重復(fù)三次；在步驟(e)中(c) Cd)的高低溫過程至少重復(fù)十次。
[0013]對于從攝氏110度到攝氏零下40度都要工作的電路，tl=t2=15分鐘，S1=25°C，S2=110°C，在步驟(c)中重復(fù)三次；t3=t4=15分鐘，S3為攝氏零下40°C，在步驟(d)中重復(fù)三次；在(幻步驟中(C) Cd)的高低溫過程至少重復(fù)十次。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:將封裝、老化和測試有序地組合為一個完整的流程，在這流程中每一步都不妨礙其它二者的實驗效果，節(jié)約了時間，加快了生產(chǎn)速度。在封裝過程中，電路反復(fù)通斷電，以減小封裝過程中產(chǎn)生的應(yīng)力。封裝后的成品在工作時，雖然電路各部分溫度不同，但應(yīng)力造成的損害明顯下降。封裝后的成品的抗振動沖擊性能更好，提高了可靠性，改善了質(zhì)量，提高了成品率，增加了電路的保密性和機械強度。
【附圖說明】
[0015]圖1是實施例中封裝所用的模具。
[0016]圖2液態(tài)環(huán)氧樹脂高溫固化劑在模具中。
[0017]圖3實施例中待封裝電路。
[0018]圖4實施例中電路浸入固化劑中。
[0019]圖5是溫度-時間曲線。
[0020]圖中1.模具，2.環(huán)氧樹脂固化劑，3.電路。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0022]圖3是實施例中待封裝的電路，當(dāng)電路將用于攝氏零下55度到攝氏125度的環(huán)境中，需要抗振動和沖擊，封裝是不僅提高了其保密性，還增加了機械強度。
[0023]將該電路的封裝、老化與測試同時進(jìn)行，整個過程依次為:
(a)先往模具中倒入固化劑，再把電路放入模具中，讓電路浸入固化劑中；
(b)將模具連同電路從室溫SIT升到指定高溫S2°C；
(c)使電路在S2°C下工作tl分鐘，斷電后保持t2分鐘，多次重復(fù)tl，t2過程，此過程結(jié)束時固化劑不再是液態(tài)；
(d)從S2°C降到指定低溫S3°C，使電路在低溫S3°C下工作t3分鐘，斷電后保持t4分鐘，多次重復(fù)t3、t4過程；
(e)多次重復(fù)(c)(d)的高低溫過程； (f)再從低溫S3°C升到高溫S2°C，使電路在S2°C下工作tl分鐘，電路斷電后保持t2分鐘，多次重復(fù)tl、t2過程。
[0024]在上述電路工作過程中，完成測試，將不合格產(chǎn)品淘汰掉。在步驟(C)中，固化劑由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)，電路既有上電工作的狀態(tài)，又有斷電的狀態(tài)，并且反復(fù)循環(huán)，能夠有效的減小封裝和工作產(chǎn)生的應(yīng)力。在步驟(e)中，雖然固化劑已經(jīng)固化了，但是反復(fù)的實驗有助于進(jìn)一步減小應(yīng)力，并使不良產(chǎn)品提前暴露出來。
[0025]使用的固化劑為環(huán)氧樹脂HASUNBOND 739，tl=t2=10 分鐘，S1=25°C，S2=125°C，在步驟(c)中重復(fù)三次；t3=t4=10分鐘，S3為攝氏零下55°C，在步驟(d)中重復(fù)三次；在步驟(e)中(c) (d)的高低溫過程至少重復(fù)十次。在步驟(f)中完成老化和測試。
[0026]在實施例中，當(dāng)電路將用于零下40度到110度的環(huán)境中。將該電路的封裝、老化與測試同時進(jìn)行，固化劑為HL-1108環(huán)氧樹脂固化劑，整個過程依次為:
(a)先將電路放入模具中，再倒入固化劑，讓電路浸入固化劑中；
(b)將模具連同電路從室溫SIT升到指定高溫S2°C；
(c)使電路在S2°C下工作tl分鐘，斷電后保持t2分鐘，多次重復(fù)tl，t2過程，此過程結(jié)束時固化劑不再是液態(tài)；
(d)從S2°C降到指定低溫S3°C，使電路在低溫S3°C下工作t3分鐘，斷電后保持t4分鐘，多次重復(fù)t3、t4過程；
(e)多次重復(fù)(c)(d)的高低溫過程；
(f)再從低溫S3°C升到高溫S2°C，使電路在S2°C下工作tl分鐘，電路斷電后保持t2分鐘，多次重復(fù)tl、t2過程。
[0027]在上述電路工作過程中，完成高低溫測試，將不合格產(chǎn)品淘汰掉，t3=t4=10分鐘，S3為零下55°C，在步驟(d)中重復(fù)三次；在步驟(e)中(c) (d)的高低溫過程至少重復(fù)十次。在步驟(f)中完成老化和高低溫測試。
[0028]本發(fā)明不僅可以用于電路封裝，也可以用于半導(dǎo)體芯片的封裝。本發(fā)明可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神前提下作若干的修改，但所作的修改仍是在本申請的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種適用于小批量電路的封裝工藝，將封裝、老化與測試同時進(jìn)行，整個過程依次為: (a)先往模具中倒入固化劑，再把電路放入模具中，讓電路浸入固化劑中；或者先將電路放入模具中，再倒入固化劑，讓電路浸入固化劑中； (b)將模具連同電路從室溫SIT升到指定高溫S2°C； (c)使電路在S2°C下工作tl分鐘，斷電后保持t2分鐘，多次重復(fù)tl，t2過程，此過程結(jié)束時固化劑不再是液態(tài)； (d)從S2°C降到指定低溫S3°C，使電路在低溫S3°C下工作t3分鐘，斷電后保持t4分鐘，多次重復(fù)t3、t4過程； (e)多次重復(fù)(c)(d)的高低溫過程； (f)再從低溫S3°C升到高溫S2°C，使電路在S2°C下工作tl分鐘，電路斷電后保持t2分鐘，多次重復(fù)tl、t2過程； 在上述電路工作過程中，安排測試，將不合格產(chǎn)品淘汰掉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于小批量電路的封裝工藝，其特征是: 對于要在110°C以下工作的電路，優(yōu)選的固化劑為HL-1108環(huán)氧樹脂固化劑； 對于要在110°C以上工作的電路，優(yōu)選的固化劑為環(huán)氧樹脂HASUNBOND 739。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于小批量電路的封裝工藝，其特征是: 對于從攝氏125度到攝氏零下55度都要工作的電路，tl=t2=10分鐘，S1=25°C，S2=125°C，在步驟(c)中重復(fù)三次； t3=t4=10分鐘，S3為攝氏零下55°C，在步驟(d)中重復(fù)三次； 在步驟(e)中(c) (d)的高低溫過程至少重復(fù)十次。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于小批量電路的封裝工藝，其特征是: 對于從攝氏110度到攝氏零下40度都要工作的電路，tl=t2=15分鐘，S1=25°C，S2=110°C，在步驟(c)中重復(fù)三次； t3=t4=15分鐘，S3為攝氏零下40°C，在步驟(d)中重復(fù)三次； 在(e)步驟中(c) (d)的高低溫過程至少重復(fù)十次。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于小批量電路的封裝工藝。將封裝、老化與測試同時進(jìn)行，整個過程依次為：讓電路浸入固化劑中；將模具連同電路從室溫S1℃升到指定高溫S2℃；使電路在S2℃下工作t1分鐘，電路斷電后保持t2分鐘，多次重復(fù)t1，t2過程，直到固化完成；從S2℃降到S3℃，使電路在S3℃下工作t3分鐘，斷電后保持t4分鐘，多次重復(fù)t3，t4。本發(fā)明的有益效果是：節(jié)約時間。在封裝過程中電路或芯片反復(fù)通斷電能以減小封裝過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，封裝后機械強度高，可靠性高，提高了成品率。
【IPC分類】H01L21-56, H01L21-50
【公開號】CN104658924
【申請?zhí)枴緾N201510063587
【發(fā)明人】朱家俊, 朱向冰, 石殷巧, 張學(xué)峰, 桑坤, 楊宏運, 陳瑾
【申請人】安徽師范大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年2月6日