半导体封装模具模盒内主要部件材料选型.docx

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半导体封装模具模盒内主要部件材料选型
半导体封装模具模盒内主要部件材料选型
　　摘 要：通过对半导体封装模具模盒内的零件在不同工作环境和不同受力情况的分析，来合理的选用各零部件的材料，以达到模具的结构稳定性和提高模具的使用寿命。
　　关键词：环氧树脂；耐磨性；脱模性
　　中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）10-0050-01
　　半导体的封装模具是将芯片、金线以及引线框架一起用热固性环氧树脂保护起来的一种设备，该类模具一般250秒左右为一个开合模周期，每个周期根据封装制品类型的不同，可封装出几十甚至数千只成品，且模具上设置有加热装置，使模具长期处在180度左右的高温下工作，合模时的压力也根据封装制品的种类和数量的不同而有差异，一般合模工作压力在150吨至350吨之间，由于半导体元器件的特殊工作环境，要求其具有良好的电性能和散热能力，同时抗老化性、焊接性、抗压性等都要较高的要求，因此引线框架、环氧树脂等选型有较大的局限性，而半导体封装模具是一种低温热作、多腔位、热固性挤塑模具，其结构和材料选型等需要在满足模具相对狭窄的条件下使用，既要保证其稳定性，又要达到一定的使用寿命，还要结构轻巧，操作方便。MGP模和AUTO模是目前市场上使用最为广泛的封装模具结构，本文主要针对其中的模盒部分的材料选型和热处理来做部分阐述。
　　1 半导体封装模具的工作环境及状态
　　模盒部分是模具的核心部分，环氧树脂在这里完成软化，流动，成型，固化，制品脱模等过程，由于环氧树脂内含有硅粉等填料，流动的过程中对模具摩擦，产生热能，使模具表面慢慢磨损、氧化，特别是流道、浇口等狭窄的进料部位，磨损尤为严重，同时，模具为上下合模的方式运动，为保证合模的精度，每个模盒一般都设计四个方向的定位导向机构，用来防止上下模错位而导致的模面受损和制品上下腔体错位等缺陷，且模具长期在180度左右的高温和较高的压力下工作，模盒部分的零件需要满足以下的技术特点：
　　 加工特性良好
　　半导体产品对外观要求非常严格，亚光面的产品需要外形粗糙度均匀一致，无表面异常凸起、花斑等现象，光面的产品需要产品表面平整无色差，这样在后续激光打标的步骤中才会使制品表面字迹清晰，不易擦花，因此对于封装模具，必须提高钢材纯净度和保证组织均匀，一般通过电渣重熔钢（ESR）或真空弧溶解法（VAR）的冶炼方法来实现，粉末冶金也可实现，但成本会提高，一般用在较为重要的镶件上。
　　 基体刚性和耐压性能
　　模具长期在高压环境下工作，从而需要一定的刚性，如果刚性和耐压强度不够，会造成零件变形甚至开裂，成型部分和浇口部分的镶条由于尺寸较小，刚性和韧性更为重要，要求材料硬度在HRC60以上，其余承压部件的基体硬度要求HRC55以上。
　　 耐磨损性
　　模具在工作当中，浇道、浇口、腔体不断与含有硅粉、玻璃纤维等填料的树脂接触，不断摩擦并产生大量热量，会使镶条的流道的表面磨损，脱模斜度变小，浇口尺寸变大，增加树脂用量的同时还不易制品脱模，影响了产品质量，因此镶件部分必须具有高耐磨性、超硬性等。
　　 尺寸稳定性
　　模具上核心零部件的尺