一种适用于小批量电路的封装工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电路的封装工艺，尤其是适用于小批量电路的封装工艺。
【背景技术】
[0002]封装对于一些电路来说是必须的，也是至关重要的。因为有些电路要与外界隔离，以防止空气中的杂质对芯片和引线的腐蚀造成电气性能下降，同时一些电路用集成块和电阻、电容等器件制作完成后，仍需要以封装形式来提高保密性、抗振动性能和抗干扰性能，以便于用在严苛环境中，如航空、航天、深海和战场等。封装技术直接影响电路自身性能的发挥和PCB的设计及制造。
[0003]根据不同产品的结构要求，可分为灌封、包封和塑封等封装方式。封装材料方面，环氧树脂价格相对较便宜、成型工艺简单、适合生产、可靠性也较高，因此环氧树脂材料封装近十年来发展很快。目前国外半导体器件的80%?90%(日本几乎全部)由环氧树脂材料封装。
[0004]常用的环氧树脂封装方式需要专用机器，该机器的购买成本、运行和维护费用较高，其本身噪声大，如果小批量的电路还会浪费材料，所以小批量电路热塑封不宜使用这些专用机器。
[0005]一般情况下，实验室中都是在封装电路之后做常温测试，为减少故障率，再做老化试验，最后做高低温测试。通常用于严苛环境中的电路要在高温条件下老化数十个甚至数千个小时，这种重复实验需要大量时间，而在某些项目中，时间非常紧张，虽然这些电路的数量不大，但设计和制作这些用于严苛环境中的电路却要花费大量的时间，因此做老化试验的时间不够。
[0006]封装过程中，电路与封装材料之间会产生应力。电路工作时各部分温度不同，与封装材料之间也会产生应力。这些应力会造成强度下降、抗冲击性能差、开裂等问题，在高温或低温环境下工作时，会造成电路或芯片损坏。
[0007]现阶段对于小批量电路生产过程中存在下列两个问题:一是如何缩短生产时间，二是通过如何减少应力来提高产品的质量和合格率，这两个问题都需要解决。
【发明内容】
[0008]为了解决上述问题，本发明公开了一种适用于小批量电路的封装工艺。将封装、老化与测试同时进行，整个过程依次为:
(a)先往模具中倒入固化剂，再把电路放入模具中，让电路浸入固化剂中；或者先将电路放入模具中，再倒入固化剂，让电路浸入固化剂中；
(b)将模具连同电路从室温SIT升到指定高温S2°C；
(c)使电路在S2°C下工作tl分钟，断电后保持t2分钟，多次重复tl，t2过程，此过程结束时固化剂不再是液态；
(d)从S2°C降到指定低温S3°C，使电路在低温S3°C下工作t3分钟，断电后保持t4分钟，多次重复t3、t4过程；
(e)多次重复(c)(d)的高低温过程；
(f)再从低温S3°C升到高温S2°C，使电路在S2°C下工作tl分钟，电路断电后保持t2分钟，多次重复tl、t2过程。
[0009]在上述电路工作过程中，安排测试，将不合格产品淘汰掉。
[0010]对于要在110°C以下工作的电路，优选的固化剂为HL-1108环氧树脂固化剂。
[0011]对于要在110°C以上工作的电路，优选的固化剂为环氧树脂HASUNBOND 739。
[0012]对于从摄氏125度到摄氏零下55度都要工作的电路，tl=t2=10分钟，S1=25°C，S2=125°C，在步骤(c)中重复三次；t3=t4=10分钟，S3为摄氏零下55°C，在步骤(d)中重复三次；在步骤(e)中(c) Cd)的高低温过程至少重复十次。
[0013]对于从摄氏110度到摄氏零下40度都要工作的电路，tl=t2=15分钟，S1=25°C，S2=110°C，在步骤(c)中重复三次；t3=t4=15分钟，S3为摄氏零下40°C，在步骤(d)中重复三次；在(幻步骤中(C) Cd)的高低温过程至少重复十次。
[0014]本发明的有益效果是:将封装、老化和测试有序地组合为一个完整的流程，在这流程中每一步都不妨碍其它二者的实验效果，节约了时间，加快了生产速度。在封装过程中，电路反复通断电，以减小封装过程中产生的应力。封装后的成品在工作时，虽然电路各部分温度不同，但应力造成的损害明显下降。封装后的成品的抗振动冲击性能更好，提高了可靠性，改善了质量，提高了成品率，增加了电路的保密性和机械强度。
【附图说明】
[0015]图1是实施例中封装所用的模具。
[0016]图2液态环氧树脂高温固化剂在模具中。
[0017]图3实施例中待封装电路。
[0018]图4实施例中电路浸入固化剂中。
[0019]图5是温度-时间曲线。
[0020]图中1.模具，2.环氧树脂固化剂，3.电路。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0022]图3是实施例中待封装的电路，当电路将用于摄氏零下55度到摄氏125度的环境中，需要抗振动和冲击，封装是不仅提高了其保密性，还增加了机械强度。
[0023]将该电路的封装、老化与测试同时进行，整个过程依次为:
(a)先往模具中倒入固化剂，再把电路放入模具中，让电路浸入固化剂中；
(b)将模具连同电路从室温SIT升到指定高温S2°C；
(c)使电路在S2°C下工作tl分钟，断电后保持t2分钟，多次重复tl，t2过程，此过程结束时固化剂不再是液态；
(d)从S2°C降到指定低温S3°C，使电路在低温S3°C下工作t3分钟，断电后保持t4分钟，多次重复t3、t4过程；
(e)多次重复(c)(d)的高低温过程； (f)再从低温S3°C升到高温S2°C，使电路在S2°C下工作tl分钟，电路断电后保持t2分钟，多次重复tl、t2过程。
[0024]在上述电路工作过程中，完成测试，将不合格产品淘汰掉。在步骤(C)中，固化剂由液态转化为固态，电路既有上电工作的状态，又有断电的状态，并且反复循环，能够有效的减小封装和工作产生的应力。在步骤(e)中，虽然固化剂已经固化了，但是反复的实验有助于进一步减小应力，并使不良产品提前暴露出来。
[0025]使用的固化剂为环氧树脂HASUNBOND 739，tl=t2=10 分钟，S1=25°C，S2=125°C，在步骤(c)中重复三次；t3=t4=10分钟，S3为摄氏零下55°C，在步骤(d)中重复三次；在步骤(e)中(c) (d)的高低温过程至少重复十次。在步骤(f)中完成老化和测试。
[0026]在实施例中，当电路将用于零下40度到110度的环境中。将该电路的封装、老化与测试同时进行，固化剂为HL-1108环氧树脂固化剂，整个过程依次为:
(a)先将电路放入模具中，再倒入固化剂，让电路浸入固化剂中；
(b)将模具连同电路从室温SIT升到指定高温S2°C；
(c)使电路在S2°C下工作tl分钟，断电后保持t2分钟，多次重复tl，t2过程，此过程结束时固化剂不再是液态；
(d)从S2°C降到指定低温S3°C，使电路在低温S3°C下工作t3分钟，断电后保持t4分钟，多次重复t3、t4过程；
(e)多次重复(c)(d)的高低温过程；
(f)再从低温S3°C升到高温S2°C，使电路在S2°C下工作tl分钟，电路断电后保持t2分钟，多次重复tl、t2过程。
[0027]在上述电路工作过程中，完成高低温测试，将不合格产品淘汰掉，t3=t4=10分钟，S3为零下55°C，在步骤(d)中重复三次；在步骤(e)中(c) (d)的高低温过程至少重复十次。在步骤(f)中完成老化和高低温测试。
[0028]本发明不仅可以用于电路封装，也可以用于半导体芯片的封装。本发明可由本领域的技术人员在不脱离本发明的精神前提下作若干的修改，但所作的修改仍是在本申请的权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种适用于小批量电路的封装工艺，将封装、老化与测试同时进行，整个过程依次为: (a)先往模具中倒入固化剂，再把电路放入模具中，让电路浸入固化剂中；或者先将电路放入模具中，再倒入固化剂，让电路浸入固化剂中； (b)将模具连同电路从室温SIT升到指定高温S2°C； (c)使电路在S2°C下工作tl分钟，断电后保持t2分钟，多次重复tl，t2过程，此过程结束时固化剂不再是液态； (d)从S2°C降到指定低温S3°C，使电路在低温S3°C下工作t3分钟，断电后保持t4分钟，多次重复t3、t4过程； (e)多次重复(c)(d)的高低温过程； (f)再从低温S3°C升到高温S2°C，使电路在S2°C下工作tl分钟，电路断电后保持t2分钟，多次重复tl、t2过程； 在上述电路工作过程中，安排测试，将不合格产品淘汰掉。
2.根据权利要求1所述的一种适用于小批量电路的封装工艺，其特征是: 对于要在110°C以下工作的电路，优选的固化剂为HL-1108环氧树脂固化剂； 对于要在110°C以上工作的电路，优选的固化剂为环氧树脂HASUNBOND 739。
3.根据权利要求1所述的一种适用于小批量电路的封装工艺，其特征是: 对于从摄氏125度到摄氏零下55度都要工作的电路，tl=t2=10分钟，S1=25°C，S2=125°C，在步骤(c)中重复三次； t3=t4=10分钟，S3为摄氏零下55°C，在步骤(d)中重复三次； 在步骤(e)中(c) (d)的高低温过程至少重复十次。
4.根据权利要求1所述的一种适用于小批量电路的封装工艺，其特征是: 对于从摄氏110度到摄氏零下40度都要工作的电路，tl=t2=15分钟，S1=25°C，S2=110°C，在步骤(c)中重复三次； t3=t4=15分钟，S3为摄氏零下40°C，在步骤(d)中重复三次； 在(e)步骤中(c) (d)的高低温过程至少重复十次。
【专利摘要】本发明公开了一种适用于小批量电路的封装工艺。将封装、老化与测试同时进行，整个过程依次为：让电路浸入固化剂中；将模具连同电路从室温S1℃升到指定高温S2℃；使电路在S2℃下工作t1分钟，电路断电后保持t2分钟，多次重复t1，t2过程，直到固化完成；从S2℃降到S3℃，使电路在S3℃下工作t3分钟，断电后保持t4分钟，多次重复t3，t4。本发明的有益效果是：节约时间。在封装过程中电路或芯片反复通断电能以减小封装过程中产生的应力，封装后机械强度高，可靠性高，提高了成品率。
【IPC分类】H01L21-56, H01L21-50
【公开号】CN104658924
【申请号】CN201510063587
【发明人】朱家俊, 朱向冰, 石殷巧, 张学峰, 桑坤, 杨宏运, 陈瑾
【申请人】安徽师范大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月6日