【经验】芯片处理和组装:Melexis解析灌胶方式的使用

2022-05-31 Melexis
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通过灌胶,可以将PCB或无PCB组件上的IC插入注塑工具。并注入熔化的聚合物材料,以部分或全部包围该组件。通过这种方式,电子器件可以嵌入到塑料外壳中,起到保护环境和提高机械强度的作用。热固性和热塑性材料都可用于包覆IC。材料的选择取决于模块尺寸、应用环境(介质)、客户的经验以及工艺和偏好。客户方对MELEXIS器件的存储和处理应遵循J-STD-033的准则。关键参数均能在产品包装的标签上查看。


1、PCB 封装的灌胶

PCB灌胶的通常步骤:

① 在PCB上的定位:IC从胶带中取出,用PnP (Pick And Place) 机器放置在PCB的焊膏上。

② 焊接:定位后将锡膏熔化,在PCB和元件之间形成焊点。

③ 助焊剂清洗:焊接后清洗PCB,因为助焊剂的残留物可能会使包覆材料的附着力变差。如果使用的是腐蚀性焊剂,清洗也会去除潜在的腐蚀源。

④ 包覆成型:将热固性或热塑性材料注入模具腔内,部分或全部覆盖组件。

⑤ 分板:过塑后,根据设计对面板进行分板(V型切割、铣削或冲孔)。


大多数鸥翼式封装都有一个非零距离,在模体和PCB的表面之间留有间隙。模子流应被固定在这个间隙内,以避免 IC和PCB之间的空气滞留而导致的局部应力。因此,建议在PCB上增加一个孔,就在模体的下方,用于非零间距的封装。也可以在顶模和底模之间的PCB上增加锚定孔,以提高附着力。


在过塑过程中,PCB表面的焊剂残余会被截留在PCB和模具材料之间的界面上,导致模具和PCB之间的粘附力下降,并有腐蚀的危险。因此,我们建议使用助焊剂清洗。


PCB的弯曲可能导致IC的引线框架弯曲。这将在集成电路上产生应力,可能会在焊点或硅芯片的内部结构上产生裂缝。过塑过程中PCB的弯曲。通常是由于以下原因:①在PCB的顶部和底部有不同的模具厚度,导致了不同的流动;②模具设计;③温度过高。


2、PCB-less 封装的灌胶


PCB-less灌胶的通常步骤:

① 引线框架或载体定位:IC直接定位在外壳引线框架或者预制连接器上,通常使用热固性材料。在随后的包覆成型过程中,载体取代了底层模具的支撑面。

② 焊接:在焊接过程中实现销钉与外壳引线框架的电气连接。

③ 模具定位:将IC(或IC和载体)定位在模具内的巢穴中。

④ 用锁模力关闭模具:锁模力保证顶部和底部的模具保持关闭。

⑤ 模具注塑和冷却/固化:热固性或热塑性材料被注入工具模具腔内。等熔化的材料被冷却下来(热塑性)或固化(热固性),使其硬化。

⑥ 分割:从模具中取出后,如果使用的是多腔模具,或者零件在引线框架条上被包覆,则必须对零件进行单独处理。塑封在引线框架条上的零件。


XY定位是由连接器引线框架实现的。不建议在模具内设置XY定位功能,以避免在定位过程中发生冲突,这可能导致IC上的扭矩力和IC引线框架的变形。


IC模具封装的支撑面应该是平面的:非平面性不得超过30um(超过5mm)。这是为了防止在高温冲击下的包覆过程中对封装的弯曲应力。需要有足够的间隙避免在过塑过程中由于热伸长而导致引线相对于封装的弹簧负荷。


允许在引线框架元件(耳朵)上进行Z形固定(夹紧)。但不应该在上面留下明显的工具痕迹。足够的预留间隙,能让引线框架元件不产生变形。如果有几个夹紧点,应注意避免零件的非平面性。第二种选择是在Z挡板上创建一个叉形结构(有足够的XY间隙以避免与Z挡板冲突),让锁模力只施加在模具上。


注射闸门不应直接放在lC引线上,因为它可能会导致锡完成熔化。它也不应该直接放在IC模具封装的活动表面上,因为它可能会引起热冲击和暂时的参数漂移。建议将注塑浇口放在连接器端子的一侧。


允许在IC模体的顶部有模具渗漏。如果模具的设计方式使IC模体暴露在外以减少与目标的距离,就可能发生这种情况。如果不希望有暴露的引线框架元素,可以使用可伸缩的定位装置。


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