LED封装用环氧树脂的机理与特性详解
上传人:未知 上传时间: 2011-03-16 浏览次数: 235 |
本文将对环氧树胶封装塑粉的机理、特性、施用材料加以介绍,但愿对IC封装工程师们在选择材料、阐发封装机理方面有所帮助。
半导体(LED)封装业占领了海内集成电路财产的主体职位地方,如何选择电子封装材料的需要解答的题目显患上更加剧要。按照资料显示,90%以上的结晶体管及70%~80%的集成电路已施用份子化合物塑料封装材料,而环氧树胶封装塑粉是最多见的份子化合物塑料封装材料。本文将对环氧树胶封装塑粉的身分、特性、施用材料加以介绍,但愿对IC封装工程师们在选择材料、阐发封装机理方面有所帮助。
1.LED封装的目的
半导体封装使诸如二极管、结晶体管、IC等为了维护自己的气密性,并掩护不受四周情况中湿度与温度的影响,以及防止电子组件遭到机械振荡、冲击孕育发生破损而造成组件特性的变化。因此,封装的目的有下面所开列几点:
(1)、防止湿疹等由外部侵入;
(2)、以机械体式格局撑持导线;
(3)、有用地将内部孕育发生的热排出;
(4)、供给可以容或者手持的形体。
以瓷陶、金属材料封装的半导体组件的气密性较佳,成本较高,合用于可*性要求较高的施用途合。以份子化合物塑料封装的半导体组件的气密性较差,可是成本低,因此成为电视、电话机、计较机、无线电收音机等平易近用品的主流。
2.封装所施用的份子化合物塑料材料
半导体产物的封装大部门都采用环氧树胶。它具备的一般特性包孕:成形性、耐热性、杰出的机械强度及电器绝缘性。同时为防止对封装产物的特性劣化,树胶的热体胀系数要小,水蒸气的透过性要小,不含对元件有影响的不纯物,引针脚(LEAD)的接着性要杰出。纯真的一种树胶要能纯粹餍足上面所说的特性是很坚苦的,因此大大都树胶中均插手填充剂、巧合剂、硬化剂等而成为复合材料来施用。一般说来环氧树胶比其他树胶更具备优胜的电气性、接着性及杰出的低压成形流动性,而且价格自制,因此成为最常用的半导体塑封材料。
3.环氧树胶胶粉的构成
一般施用的封装胶粉中除了环氧树胶之外,还含有硬化剂、增进剂、抗燃剂、巧合剂、脱模剂、填充料、颜料、润滑油剂等身分,现别离介绍如下:
3.1环氧树胶(EPOXYRESIN)
施用在封装塑粉中的环氧树胶品类有双酚A系(BISPHENOL-A)、NOVOLACEPOXY、环状脂肪族环氧树胶(CYCLICALIPHATICEPOXY)、环氧化的丁二烯等。封装塑粉所选用的环氧树胶必须含有较低的离子含量,以降低对半导体芯片外貌铝条的腐化,同时要具备高的热变型温度,杰出的耐热及耐化学性,以及对硬化剂具备杰出的反映性。可选用纯一树胶,也能够二种以上的树胶混淆施用。
3.2硬化剂(HARDENER)
在封装塑粉顶用来与环氧树胶起交联(CROSSLINKING)效用的硬化剂可大抵分成两类:
(1)、碳酸酐类(ANHYDRIDES);
(2)、酚树胶(PHENOLICNOVOLAC)。
以酚树胶硬化和碳酸酐硬化的环氧树胶体系就象下的特性比力:●弗以酚树胶硬化的体系的溢胶量少,脱模较易,抗湿性及不改变性别均较碳酸酐硬化者为佳;●以碳酸酐硬化者需要较长的硬化时间及较高温度的后硬化(POSTCURE);●弗以碳酸酐硬化者对外貌泄电流敏锐的元件具备较佳的相容性;●费以酚树胶硬化者在150-175~C之间有较佳的热不改变性别,但温度高于175~(2则以碳酸酐硬化者为佳。
硬化剂的选择除了电气性子之外,尚要思量作业性、耐湿性、生存性、价格、对人的身体安全性等因素。
3.3增进剂(ACCELERATOORCATALYST)
环氧树胶封装塑粉的硬化周期(CURINGCYCLE)约在90-180秒之间,必须可以容或者在瞬息间内硬化,因此在塑粉中新增增进剂以缩短硬化时间是必要的。
此刻大量施用的环氧树胶塑粉,因为内含硬化剂、增进剂,在混淆加工(COMPOUNDING)后已成为部门交联的B-STAGE树胶。在封装施用完结以前塑粉自己会不停的举行交联硬化反映,因此必须将塑粉存贮于5℃以下的冷柜中,以按捺塑粉的硬化速度,而且塑粉也有生存的刻日。要是想制患上不消低温生存,且具备长的生存刻日(LNOGSHELFLIFE)的塑粉,则肯定是要选用潜在性增进剂(LATENTCATALYST),这类增进剂在室温中不会加速硬化反映,只有在高温时才会产牛增进硬化反映的效验。今朝日本已有出产没必要低温存贮的环氧树胶胶粉,其要害乃在潜在性增进剂的选用。
3.4抗燃剂(FLAMERETARDANT)
环氧树胶胶粉中的抗燃剂可分成有机与无机两种。有机系为溴化的环氧树胶或者四溴化双酚A(TETRABROMOBISPHENOLA)。无机系则为三氧化二锑(Sb203)的粉末。二者可分隔单独施用,也可归并施用,而以归并施用的抗燃剂效验为佳。
3.5填充料(LILLER)
在封装塑粉中,填充料所占的比例至多,约在70%摆布,因此填充料在封装朔粉中饰演着十分重要的脚色。
3.5.1在塑粉中插手数量适宜适质的填充料,具备下面所开列几个目的:
(1)削减塑粉硬化后的收缩;
(2)降低环氧树胶的热体胀系数;
(3)改善热传导;
(4)吸收反映热;
(5)改善硬化树胶的机械性子与电学性子;
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