[集成电路封装开裂产生原因分析及对策] 集成电路设计

　　摘要：塑封体开裂是集成电路封装影响产品可靠性的致命不良，具有产品损失大、不易发现、隐患时间长等特点。本文探讨在制造过程中的开裂预防与控制方法。 　　关键词：集成电路封装；塑封体；开裂；分析；管控
　　
　　1　引言
　　
　　开裂的产品可以直接导致电子元器件性能发生变化，任何电器的电路板上使用已经产生开裂的电子元器件，往往会随着元器件的性能发生变化而影响到电器的使用寿命和使用稳定性，导致电器使用不稳定或提前报废，如电脑异常死机、手机软件不能执行等现象。而在封装产品的加工中，微细裂缝目测几乎不易被发现，隐蔽性极高，需要通过超声波扫描仪才能检测到，这种事故有着数量大、不易发现、隐患时间长等特点，属于致命的质量事故，因此开裂影响到封装产品的质量可以说是灾难性的。在生产中如何控制产品没有开裂，是保证封装后道产品加工质量稳定的关键。
　　通常的微电子产品有引脚封装后道加工工艺流程有：
　　(1)塑封→电镀→打印→切筋打弯→包装；
　　(2)塑封→一次切筋→电镀→打印→打弯分离→包装
　　一般来讲，通常的塑封体开裂产生在切筋打弯制程中，但塑封的工艺制程也会对切筋的开裂造成影响，产品的开裂类型主要有：
　　(1)引脚间开裂未延伸至小岛，如图1所示。
　　(2)产品端部树脂浇口开裂，如图2所示。
　　
　　2　塑封树脂对开裂的影响
　　
　　塑封制程最重要的可靠性要求是保证塑封树脂充分和完全的交联固化反应。保证产品足够的致密度和一定的机械强度。
　　树脂在注塑成型过程中，其熔融粘度不断发生变化，受热后粘度下降，粘度低时充满模腔，随后交联反应发生，粘度迅速增加，直到固化为固体。
　　一般来讲，塑封工艺需要保证在树脂低粘度区成型并完成固化。但在产品开裂这个层级上，很多人忽视了一个重要的因素，塑封料本身固有的机械性能对开裂的影响。而这个影响与工艺本身并无很大的关联，在于产品设计时塑封料的选择。在实际的生产中，如果更换塑封料，做超声波扫描来验证非常重要。一般的管控中容易忽视这一变化。
　　
　　3　切筋模具的影响
　　
　　切筋制程是开裂不良的主要发生源，也是解决其它工艺设计制程不良带来开裂不良的解决点。
　　
　　3.1　冲切刀具的角度
　　封装产品冲切成型目的是将引线框上用来相连引脚的工艺连筋切除，在冲切连筋时所产生的冲切力是对塑封体产生开裂的主要原因，如何减少刀具对塑封体的冲切力是在冲切模具设计时必须考虑的因素。
　　切筋凸模的一般设计方法如图5～图7所示。
　　
　　
　　冲切刀的角度不同所产生的受力点不同，图示红色圈表示冲切时受力点位置：
　　图5，冲切凸模为负角度，冲切的受力点靠近塑封体，开裂风险大；
　　图6，冲切凸模为平刀，受力点水平分部，比较平均；
　　图7，冲切凸模为正角度，冲切受力点远离塑封体，开裂风险小。
　　通过对比，塑封体所受的冲击力，如图7