塑封成型（Molding）

一、塑封成型是什么？

一句话理解：

塑封成型（Molding）就是用高温把一团“热塑性树脂材料”压进模具里，把芯片、键合金线和支架整个严严实实包起来，形成我们最终看到的黑色“IC封装壳”。

二、塑封成型的目的

这个步骤的意义非常重大，不只是“包起来”这么简单：

作用	说明
机械保护	防止芯片和金线受到外力损伤
电气隔离	保证芯片内部电信号之间不短路
湿气/污染防护	阻挡外部湿气、粉尘侵入
成型外观	形成标准尺寸的外壳，方便测试、贴装
热传导控制	有些塑封料具有一定导热能力，有助散热

三、塑封材料是什么？

常见为环氧树脂类（Epoxy Molding Compound，简称 EMC），其中包含填充物（如硅粉）、助流剂、硬化剂、阻燃剂等。它在高温下流动如液体，固化后变成坚硬的固体。

四、塑封成型的基本工艺流程（一步步拆解）

✅ 步骤 1：模具准备

将完成打线键合的引线框架（leadframe）装入模具腔中，模具是金属材质，含多个型腔，用于控制封装体的外形。

✅ 步骤 2：加热模具

模具加热到约175℃，这是热固性树脂塑封料开始流动和反应的工作温度。

✅ 步骤 3：注入塑封料

塑封料以胶粒或预成型片的形式，加热软化后由**注胶系统（plunger）**压入模腔，通过流道进入各个模腔。

关键是：压力+温度+时间协同控制

流速必须适中：

太快 → 冲断金线或位移芯片

太慢 → 来不及填满模腔就开始固化，形成气孔、空洞或边角填不满

✅ 步骤 4：在模具中初步固化

塑封料在模具中持续高温下反应，使得固化过程进行到80%左右。

此时塑封料已硬化形成初步结构，但还没有完全反应完成。

✅ 步骤 5：脱模

完成初步固化后，模具打开，封装件脱模，进入下一个工艺（后烘焙）前的缓冲阶段。

五、塑封工艺的核心参数控制（必须精确）

参数	控制要求	说明
模具温度	约175℃	过低塑封料不流，过高会过早固化
塑封料流速	精准调节	避免金线偏移、断裂或填充不良
转换时间（gel time）	精确控制	塑封料从流动变固的临界点前必须填满模腔
注胶压力	多段压力设定	首段柔和防冲线，中段加速填充，末段排气压紧

六、塑封中常见的品质风险及其后果

风险问题	原因	后果
冲线	塑封料流速太快	金线断裂，电性中断，封装报废
空洞、气泡	填充不完全，排气不良	封装不牢、散热差、失效率高
封装偏心	模具设计或定位问题	封装尺寸超限，影响贴装
脱模失败	塑封料完全固化在模具中	模具粘死，需人工拆模+设备停线
毛边、溢料	注胶量过多或模具夹合不紧	封装外观不良，影响下游工艺或装配

七、后续工艺配合：后烘焙（Post Mold Curing）

虽然塑封成型在模具中完成了80%的固化，但为了确保材料反应彻底、机械强度达标、释放内应力，还需要再进入高温烘箱中进行后烘焙。

一般温度：150~175℃

时间：3~5小时

这一步不可省略，否则封装后期容易出现开裂、吸湿爆裂、介电击穿等失效问题。

八、封装成型对整个产品可靠性的意义

塑封成型看似“只是包一层壳”，但实质上它决定了封装的物理保护、电气性能、热稳定性，属于良率控制的关键工序之一。

如果这一环节出问题，哪怕前面贴片、键合做得再好，都会“一锅端”。

总结一张图：塑封成型全流程关键点

芯片+引线完成键合
        ↓
模具预热至175℃
        ↓
注入塑封料（流速受控）
        ↓
模腔内固化80%
        ↓
模具打开脱模
        ↓
进入后烘焙（完成剩余固化）
        ↓
检验→切割→后测试

‍ 工程师实战建议

做机种转换前，一定要进行流动仿真分析（Mold Flow Simulation）

每批塑封料必须校验其流动曲线和凝胶时间

若模具出现多次粘模，应检查排气系统、脱模剂、温控系统