通過灌膠,可以將 PCB 或無 PCB 組件上的 IC 插入注塑工具。并注入熔化的聚合物材料,以部分或全部包圍該組件。通過這種方式,電子器件可以嵌入到塑料外殼中,起到保護環(huán)境和提高機械強度的作用。
熱固性和熱塑性材料都可用于包覆 IC。材料的選擇取決于模塊尺寸、應(yīng)用環(huán)境(介質(zhì))、客戶的經(jīng)驗以及工藝和偏好。客戶方對 Melexis 器件的存儲和處理應(yīng)遵循 J-STD-033 的準則。關(guān)鍵參數(shù)均能在產(chǎn)品包裝的標簽上查看。
1、PCB 封裝的灌膠
PCB 灌膠的通常步驟:
① 在 PCB 上的定位:IC 從膠帶中取出,用 PnP (Pick And Place) 機器放置在 PCB 的焊膏上。
② 焊接:定位后將錫膏熔化,在 PCB 和元件之間形成焊點。
③ 助焊劑清洗:焊接后清洗 PCB,因為助焊劑的殘留物可能會使包覆材料的附著力變差。如果使用的是腐蝕性焊劑,清洗也會去除潛在的腐蝕源。
④ 包覆成型:將熱固性或熱塑性材料注入模具腔內(nèi),部分或全部覆蓋組件。
⑤ 分板:過塑后,根據(jù)設(shè)計對面板進行分板(V型切割、銑削或沖孔)。
大多數(shù)鷗翼式封裝都有一個非零距離,在模體和 PCB 的表面之間留有間隙。模子流應(yīng)被固定在這個間隙內(nèi),以避免 IC 和 PCB 之間的空氣滯留而導(dǎo)致的局部應(yīng)力。因此,建議在 PCB 上增加一個孔,就在模體的下方,用于非零間距的封裝。也可以在頂模和底模之間的 PCB 上增加錨定孔,以提高附著力。
在過塑過程中,PCB 表面的焊劑殘余會被截留在 PCB 和模具材料之間的界面上,導(dǎo)致模具和 PCB 之間的粘附力下降,并有腐蝕的危險。因此,我們建議使用助焊劑清洗。
PCB 的彎曲可能導(dǎo)致 IC 的引線框架彎曲。這將在集成電路上產(chǎn)生應(yīng)力,可能會在焊點或硅芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生裂縫。過塑過程中 PCB 的彎曲。通常是由于以下原因:① 在 PCB 的頂部和底部有不同的模具厚度,導(dǎo)致了不同的流動;② 模具設(shè)計;③ 溫度過高。
2、PCB-less 封裝的灌膠
PCB-less 灌膠的通常步驟:
① 引線框架或載體定位:IC 直接定位在外殼引線框架或者預(yù)制連接器上,通常使用熱固性材料。在隨后的包覆成型過程中,載體取代了底層模具的支撐面。
② 焊接:在焊接過程中實現(xiàn)銷釘與外殼引線框架的電氣連接。
③ 模具定位:將 IC(或 IC 和載體)定位在模具內(nèi)的巢穴中。
④ 用鎖模力關(guān)閉模具:鎖模力保證頂部和底部的模具保持關(guān)閉。
⑤ 模具注塑和冷卻/固化:熱固性或熱塑性材料被注入工具模具腔內(nèi)。等熔化的材料被冷卻下來(熱塑性)或固化(熱固性),使其硬化。
⑥ 分割:從模具中取出后,如果使用的是多腔模具,或者零件在引線框架條上被包覆,則必須對零件進行單獨處理。塑封在引線框架條上的零件。
XY 定位是由連接器引線框架實現(xiàn)的。不建議在模具內(nèi)設(shè)置 XY 定位功能,以避免在定位過程中發(fā)生沖突,這可能導(dǎo)致 IC 上的扭矩力和 IC 引線框架的變形。
IC 模具封裝的支撐面應(yīng)該是平面的:非平面性不得超過 30 um(超過 5mm)。這是為了防止在高溫沖擊下的包覆過程中對封裝的彎曲應(yīng)力。需要有足夠的間隙避免在過塑過程中由于熱伸長而導(dǎo)致引線相對于封裝的彈簧負荷。
允許在引線框架元件(耳朵)上進行 Z 形固定(夾緊)。但不應(yīng)該在上面留下明顯的工具痕跡。足夠的預(yù)留間隙,能讓引線框架元件不產(chǎn)生變形。如果有幾個夾緊點,應(yīng)注意避免零件的非平面性。第二種選擇是在 Z 擋板上創(chuàng)建一個叉形結(jié)構(gòu)(有足夠的 XY 間隙以避免與 Z 擋板沖突),讓鎖模力只施加在模具上。
注射閘門不應(yīng)直接放在 lC 引線上,因為它可能會導(dǎo)致錫完成熔化。它也不應(yīng)該直接放在 IC 模具封裝的活動表面上,因為它可能會引起熱沖擊和暫時的參數(shù)漂移。建議將注塑澆口放在連接器端子的一側(cè)。
允許在 IC 模體的頂部有模具滲漏。如果模具的設(shè)計方式使 IC 模體暴露在外以減少與目標的距離,就可能發(fā)生這種情況。如果不希望有暴露的引線框架元素,可以使用可伸縮的定位裝置。