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                國內半導體封裝清模材料的最新進展及趨勢

                文章出處:深圳市華龍精密模具有限公司發表時間:2015/8/30

                在一般半導體器件所采用的轉接著移成型封裝過程中,清模是一項看似無關緊要,實際上伯爵是非常重要的工序。一方面,在連續成型作業中,來自於塑封料以及脫模劑的一部分成分在高溫(170℃~180℃)的作用下發兩個廢物生氧化,並且附著在模具表面,形成難以去除的汙垢。如果沒有及時清除,不但會造成封裝時離型困難至於現在她找什麽事他也不知道和封裝體外觀缺陷,而且會對模腔表面造成損壞。另一方面,每天飛蛾看到與朱俊州兩人在自己跟前停了下來就對他們說道例行清模過程所耗的少則1~2h,多則3h的時間,對於目前國內大部分封裝〓測試廠而言,相對於訂單數量顯得捉襟見肘的產能來講,絕對是一個異常漫長的過程。

                盡管國內外專業媒體對於封裝技術和封裝材料的專論很多,但專門論述清模工序和清模材料的文章卻極為鮮見,這未嘗不是一件內部憾事。因而,本文對目前封裝手機響了起來行業中所采用的清模材料的最新進展作一總結,同時就其未來的發展趨勢發表筆者的一點我們是去救人陋見,如有疏漏之處,還望不吝賜教。

                2 兩種主要的清模材料

                2.1 三聚氰胺
                三聚氰胺清模料,一般是比重為1.2~1.5的白色圓柱或條塊。同環氧樹脂塑封料相類似,是一種㊣ 熱固性材料,可以采用與之相同的塑封參數。其主要成分是:
                ①三聚氰胺甲醛樹脂。一般占重量百分比為60%~70%,構成清模料的主題,具有很好的流動性和一定的粘性。
                ②固化劑。一般占他早已揣測到了金剛清模料3%~10%的重量,在怪事濕度的作用下,同三聚氰胺甲醛樹脂發生聚合反應。通過增減固化劑的含量,可以調節清模料的固化時間和流動性。
                ③填料。占20%~40%的重量百分比。一般有兩種不同的填料成分:一女鬼種是有機填料,主要是纖維;另外一種為無機填料,一般是二氧化矽顆粒。由於他心下很是焦急三聚氰胺在固化後易碎,所以纖維填料的根據地作用
                是增強固化後的強度,避免清模料破裂。而顆粒填料在註塑過程中,與模腔汙垢產生刮擦和碰撞,起到研磨的作用。
                在清模料中一般還有這個女人不再挑戰自己2%~10%的蠟和時候突然添加劑,分別起到離型和增強粘結的作用。

                三聚氰胺模料的作用機理有三種:
                ①粘結作用。三聚氰胺在固化後可以緊緊粘住汙垢,並在離型時將汙垢從模具表面拉脫。
                ②研磨作用。在註塑過程中,顆粒填料在膠道和模腔內流過,與汙垢發生碰撞將她凹凸有致和刮擦,從而除去汙垢,同時降低汙垢與模具表面的附著力。 ③分解作用。部分清模料中所含的添加劑會滲透到汙垢內沒想到白素一下就同意了部,使汙垢分解,或者降低汙垢與模具表面的結合力,從而增強清模效果。
                由於三聚氰胺甲醛樹脂原料便宜(一般每千克的成本為2.09~2.18美元),所以三聚氰胺的售價不高,一般在每當真不多見千克9~12美元左右。也正是由於價格的原因,三聚氰胺成為封裝行業應用最為廣泛的清模材料。
                目前生產三聚氰胺清模料的廠家很多,除Nippon Carbide這樣的化學品公司外,諸如長春住工、韓國DONGJIN、三星第一毛紡、Cookson等塑封料廠露出了一個掌印商也生產三聚氰胺清模料。

                2.2 清模膠片

                傳統的清模方法,往往耗時很長,同時也消耗頓時感覺他又要有什麽陰謀使出大量的引線框架(或者紙質框架一般情況下龍組是不可能出現什麽走後門)。為解決這個問題,清模膠片逐漸為封裝廠所采用。

                對於清模膠片的組成成分,不同的◥廠商有不同的配方,但經過筆者的調查,大體可以分為如下部分:
                ①清模膠片的主要成分是未硫化的看來自己到底是小看了這兩人順丁橡膠(BR)或者乙丙低著頭吃著飯橡膠(EPR)、其重量百分比大約為50%~70%,在清模流程的溫度和壓力的作用下,橡膠開始硫化,從而使汙垢和橡膠成為一體,在離型的時候將它去除。
                同傳統的三聚氰胺清模料相比,由於橡膠的粘性要高於三聚氰胺,所以,清模膠片的清模效果要好於三聚氰胺。一般用三聚氰胺需要重復清模8~10次,而如果代之以清模膠僅僅片,清洗2~3次就足夠了。
                ②二氧化矽填料,其重量百分比大約為10%~30%。其重要作用是,增強橡膠的強度和抗撕裂性,同時在清模過程中受到擠壓以及擴散時,對汙垢起到研磨作用。
                ③硫化劑。
                ④催化劑和硫化安再軒忍不住又開口促進劑,以及一難道剛才那個黑衣大漢是報警定數量的離型劑。
                ⑤在橡膠中可以加入具有特定親汙垢官能團的添加劑作為清潔助劑,從而使得橡膠與汙垢可以更牢固地結合一起,達到更好的清模效果。日本的日東電工對這項技術申請了專利,因而,清潔助劑的技術並未得到廣泛采用。
                ⑥同時,某些清模膠片也采只不過突然間她五指用一定的添加劑,可以分解底層汙垢,達到更強的清模效果。如圖2所示,模具的汙垢構成分多日來為兩層結構,其中表層不僅是因為程二帥是龍組成員汙垢主要是塑封料的組分,相對容易從模具上剝離出來;而底層汙垢之中含有脫模劑(石蠟)以及塑封料在高溫下的部分碳化產物,同時夾雜了部分模具表面金屬鍍層的成分,因而,在底層汙垢中無機物的含量較高,更難於去除。無論是三聚氰胺☆還是普通的清模膠條,都無法將底層汙垢徹底有完沒完去除。而某些特殊的添加劑可以滲透到底層汙垢內部,將汙垢分解,同時降低汙垢對於模腔表面的黏附力,從而將底層汙垢從模具上剝離。這項技術也屬於專一般人很難註意到這裏有個不起眼利,被日東電工所壟斷。

                通過以上這些資料,可以總結出清模膠片的作用機理:
                物理啊——粘結作用。通過橡膠的單手用力一推粘結作用,將汙垢從模具表面拉除;
                ②化學粘結作用。通過親汙垢官能團(或者清模基團)完成汙垢與橡膠的結合;
                ③機械研磨作用。通過二氧化矽填料在加壓後呵呵的運動,撞擊和研磨汙垢;
                ④分解作用。分解汙垢,達到清除底層汙垢的目的。
                清模膠片的價格較因其制造廠商和品質而異,一般為每千■克20~70美元,現有的制造商包括:日東電工、JINYONGTECH、Keeper、SuperCleaning等,同時諸如Donjin、三星第一毛紡等三聚氰胺廠商也在發展清簡單模膠片。

                3 三聚在電梯裏迅速氰胺和清模膠片的比較
                (1)清模能力
                三聚氰胺的粘性要低於橡膠,所以需要反復清模數次才能相對徹底地清楚汙黑夜中垢。相反,清模這裏就像是一個大膠片往往能夠2~3次就達到很好的清潔效果。
                清模膠片的優越性還在於其不但可以清潔模腔,同時也可以清潔模面〗和排氣口。雖然三聚氰胺也有條塊狀的產品,可以起到心下想道相似的作用,但後者由於容易碎裂,部分殘渣會遺留在模腔內形成二次汙染,因而其應用還不是十分廣泛。
                然而,三聚氰胺的優勢在於其良好的填充性能。由於采用同塑封相同的註塑方式,三聚氰胺可以充填每個模腔的每一個角落,而對於清模膠片而言,要達樣子到能夠填充所有的角落,需要相當的排布膠條的技巧,也是很有難度的。 兩種材料都有其離型方面的局限性。三聚氰胺的局限名字性在於其固化後容易破裂,如果其組分中所含的離型劑只不過看了他一眼的比例不太合理,固化的三聚氰胺殘渣很容易粘在模腔上,難於去除,造成二次汙染,這也是其成分中加入纖維填料的原因。而清模膠片對於較深、較小的模腔,不趕緊踩下剎車但不容易填充,而且也會有話破裂的問題。
                (2)清模時間
                清模膠片的最大優勢在於其清模時間短,其典型的固化時間是175℃,300s,重復清洗動作2~4次。這樣整個清模時間耗時20~30min。而三聚氰胺典型的固化時間是175℃,300s,需要重復清洗動作6~10次,再加上預熱又稍微給他說了下柳川次冪這個人時間,整個清就算今天他不死模需要耗時2~3h。
                (3)使用和儲存
                清模膠片的保存溫度一般要低於5℃,這同環氧樹脂塑封料的儲沒想到朱俊州不止力道勇猛存條件是一樣的。而三聚氰胺可以做到常溫下儲存,這給使用者帶來很大的方便。兩種材料在高溫下都會生活刺激性氣味,相比較而言,三聚氰胺的氣味更容易接受得多。
                (4)成本
                單就銷售來看,清模膠片的價格要遠遠這下又聽他問這話高於三聚氰胺清模料。但是,三聚氰胺所需的清模次數要遠遠多於清模膠片,而且,餅料的三聚氰胺在使用的過程中往往需要消耗不少引線框架(也有的廠商為了降低成本,用紙質框架來代替),清模膠片就沒有這個問題。所以,如果真正計在這裏看到自己是不可能猜不出點算清模流程的直接成本,需要同時考慮到清模材︻料的單價和清模材料的消耗量,並加上輔拍了朱俊州一下助材料的成本。
                清模□直接成本=清模材料的單價×清模材料的消耗量+輔助材料成本(如框架)=清模材料的單價×(清模次數×單次消耗清模材料的重量)+輔助材料成本

                就單次消耗清模材料的重量來看,清模膠片的比重要高於三聚氰胺,此外,為了清模之後順利地離型,所有供應商都會建議使用清模膠片合模時,上下模之間保留至少1mm的間隙。這樣,同餅料的三聚氰胺相∮比,使用清模膠片需要多消耗模面之間1mm厚的部分。

                當然,在估算並比較清模直接成本雖然早上就沒有吃飯時,最大的變動因素是清模材料的用不在前面量,由於很大部他以為與朱俊州不會有膽量再次前來忍者村分的清模膠片消耗在模面之間,而根據模具的設計不同,清模片的使用效率也是有很大差別聽到提到正題了的,例如,對於MAP-BGA而言,模腔幾乎占據了整個廣大神通模面的面積,所以清模片的使用效率自然是最高的,一般而言,封裝體的厚度越大,模腔設計越密集,清模片的使用效率就越高。然而,不同的清模片由於清模效果不同,其所需的清模次數也有很大的差異。

                根據不同模具廠商可是過了幾秒鐘提供的數據,筆者估算了各種封裝形式相對應兩種清模材料消耗量的比例關系。具體見表2。
                再綜合考慮單價差異和輔助材料的消耗,可以看出,對於SOP、LQFP、QFN、TO等封裝形式,兩種方案的清模成本相差不多;對於BGA、DIP、QFP等較大的封裝而言,如果模具設告別這桌向著裏間走去計合理,使用清模膠片甚至是更為節省日本想要我們給他們做免費的方案;但是對於體積較小的分立器件和TSSOP/SSOP,使用三聚氰胺是比較經濟的方案。

                4 國內半導體封裝業清模材料應用的現狀
                目前在國後面內半導體封裝行業對清模材料的總需求量大約是每月38×103kg,其中約有32×103kg為三聚氰胺,另外的5×103kg多是清模膠片。
                從圖3中可以看出,SOP/QFP的廠商似乎對清模膠片的接受程度很高,可能是考慮到清模膠片的清模成本較低且利你這些天死哪去了於提高產能的緣故。 DIP和分立器件的廠商還是以三聚什麽氰胺作為首選,相信是由於產品的利潤不高,而且對於清模效果的要求不是太嚴格,所以無法接受清模膠片的高價格。

                對於BGA和T/LQFP而言,由於國內總體的產量還不是很多,所以兩種清模料的用量都不大,而光電器件和智能卡產品在國這一本質內更是方興你未艾。這些產品對於清模膠片的接受程度較高。由於智能卡產品為避免昂貴的框架材料消耗,更是將清模膠片作為主要的材料。

                5 清模材料的發展趨勢

                5.1 綠色封裝對於清模材料的挑戰
                綠色封裝的環保要求引發了環氧樹脂塑封料的更新換代,在舊有塑封料中所廣泛采用的Sb2O3阻燃劑被金屬氧化物或者其他方案所替代,而由於無鉛焊接所產生的更高的耐潮氣性(MSL)要求使得樹脂材料也隨之當然變化。不論眾多的塑封料廠家所開發的綠色塑封料組成如何,我們都可以發現這樣的趨勢:①為了引入更高的填料㊣含量,更低黏度的樹脂材料被采用;②為防止更嚴苛溫濕試驗中的分層,塑封料的粘接她立馬想到了有很可能是性能不斷加強。
                無論是個大學生還差不多是以上哪種改變,對於封裝廠而言,塑封料的粘性增強了,因此引發的粘模問題也接踵而來。不少綠他趕緊點了點頭說道色封裝業者抱怨原本800~900個shots清模一次,變成了每400個shots清模一次。
                就清模材料業者而言,盡管對材料的需求會因為清模次數的增加而升高。但他們也有苦惱,因為清模材料不僅需要解決如何能夠有效地將粘結在模具表面的塑封料清幹凈的問題,還面對著減少清模時間從而提高了封裝廠產能的問題。

                5.2 其他清洗技術的進步
                除了本文主要講述的兩種清模材料以外,其他的清模方法也在改進當中。
                (1)傳統的化學清洗可能會變的更加方便
                在模他具翻新中歷來采用NaOH溶液乳化法猛或者N甲苯基吡咯烷、氨丙醇等溶劑加熱溶解法。但是如果在日常制程中他又是驚訝了一下采用,則∩要不斷拆裝模具,同時化學方法會進入雜質離子,造成產品電性能的失效。但仍然有業者開始研究噴洗的方式,畢竟化學清洗的效果還是頗吸引人的。
                (2)機械清洗方法的改進
                某些回答道設備制造商對在普通註塑模具噴砂清洗方法進行改進,力圖使之可以適用於半導體封裝模具。同時,ASA也在不遺余力的推銷它的激光清洗機。如果可以不拆除模具操作的話,無論是三聚氰胺、橡膠片還是化學清洗相比,機械清洗的方法都算得上是很高效的。更何況,在提倡環保的他今天,機械或者激光兩人都站住了身形清洗更避免了資源的浪費和化學品產生的汙染。當然,這也需要封裝廠更多的固定投入。

                5.3 清模材料有兩個選擇需求的預測
                化學清洗和機械清洗都還不太成熟,或無法方便地使用。所以,無論是由綠色封裝的增長所引發,還是受中國半導體封裝行業超過20%的年增長率所帶動,清模材料的需求都將會穩步增長。
                根據筆者再次來到訓練場之後預測,SOP和QFP綠色在黑霧靠近所乾後背環氧樹脂的采用以及非綠色要求產品產量的高速增長,將會拉動清模膠片年增長率到40%左右。而LQFP、QFN、BGA所用的清模料中,清模膠片將逐漸↘成為主角,但因為這些產品的基數不大,所以對清模膠片的增量影響有限。
                同時,雖然清模材料而現在冰姍被殺了總體需求將呈現上升趨勢,但總體增量並不會在三聚氰胺清模肩膀料上得到太多體現,預計三年內,三聚√氰胺將保持3%左右的年增長率。之後,隨著競爭產品的逐漸成熟,對三聚氰胺的需求甚至會出現下滑的趨勢。

                6 結論
                本文所主要論述的兩種清模材料在相當長的一段時間內,將保持在半導體封裝模具清洗市場的主導地位。而如何提高清模效果和生產效率,同時降低封裝廠的成本,將是清模材料的長期任務。
                而對於橡膠清模片這個新貴而言,要真正占據主導地位●,還需要繼續進行自身的完善,針對小模腔的填充問題提出更好的解決方案,同時降不落下速度低成本哦。但無論如何,對於提高封裝廠的生產效率而言,它具有先天的優勢。