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一、电元概述
1.电子封装的级环功能及类型
半导体微电子技术为现代科技、军事、塑封塑料国民经济和人们的和电日常工作与生活开创了前所未有的发展基础和条件，一直保持着良好的氧模发展势头，半导体工业的电元年产值一般均以10%以上的速度逐年递增。电子封装伴随着电路、级环器件和元件的塑封塑料产生而产生，伴随其发展而发展，和电最终发展成当今的氧模封装行业。在电子技术日新月异的电元变化潮流下，集成电路正向着超大规模、级环超高速、塑封塑料高密度、和电大功率、氧模高精度、多功能的方向迅速发展，因而，对集成电路的封装也提出了愈来愈高的要求。而集成电路封装技术的进步又极大地促进了集成电路水平的提高，深刻地影响着集成电路前进的步伐。
半导体芯片只是一个相对独立的个体，为完成它的电路功能，必须与其他芯片、外引线连接起来。由于现代电子技术的发展，集成度迅猛增加，一个芯片上引出线高达千条以上，信号传输时间、信号完整性成为十分重要的问题。集成度的增加，使芯片上能量急剧增加，每个芯片上每秒产生的热量高达10J以上，因而如何及时散热使电路在正常温度下工作，成为一个重要问题。有些电路在恶劣的环境（水汽、化学介质、辐射、振动）下工作，这就需要对电路进行特殊的保护。由此可见，要充分发挥半导体芯片的功能，对半导体集成电路和器件的封装是必不可少的。电子封装的四大功能为：①为半导体芯片提供信号的输入和输出通路；②提供热通路，散逸半导体芯片产生的热量；③接通半导体芯片的电流通路；④提供机械支撑和环境保护。
可以说，电子封装直接影响着集成电路和器件的电、热、光和力学性能，还影响其可靠性和成本。同时，电子封装对系统的小型化常起到关键作用。因此，集成电路和器件要求电子封装具有优良的电性能、热性能、力学性能和光性能，同时还必须具有高的可靠性和低的成本。可以说，无论在军用电子元器件中，还是在民用消费类电路中，电子封装都有着举足轻重的地位，概括起来即基础地位、先行地位和制约地位。
集成电路越发展越显示出电子封装的重要作用。一般说来，有一代整机，便有一代电路和一代电子封装。要发展微电子技术，要发展大规模集成电路，必须解决好三个关键问题：芯片设计、芯片制造加工工艺和封装，三者缺一不可，必须协调发展。
根据封装材料的不同，电子封装可分为塑料封装、陶瓷封装和金属封装三种。其中后两种为气密性封装，主要用于航天、航空及军事领域，而塑料封装则广泛使用于民用领域。由于塑料封装半导体芯片的材料成本低，又适合于大规模自动化生产，近年来无论晶体管或集成电路都已越来越多地采用塑料封装，陶瓷和金属封装正在迅速减少。随着低应力、低杂质含量，高粘接强度塑封料的出现，部分塑料封装的产品已可满足许多在不太恶劣环境中工作的军用系统的要求，这将使过去完全由陶瓷和金属封装一统天下的军品微电子封装也开始发生变化。现在，整个半导体器件90%以上都采用塑料封装，而塑料封装材料中90%以上是环氧塑封料，这说明环氧塑封料已成为半导体工业发展的重要支柱之一。
电子材料是发展微电子工业的基础，作为生产集成电路的主要结构材料———环氧塑封料随着芯片技术的发展也正在飞速发展，并且塑封料技术的发展将大大促进微电子工业的发展。目前集成电路正向高集成化、布线细微化、芯片大型化及表面安装技术发展，与此相适应的塑封料研究开发趋势是使材料具有高纯度、低应力、低膨胀、低!射线、高耐热等性能特征。
用于塑料封装的树脂的选择原则是：
（1）在宽的温度、频率范围内，具有优良的介电性能。
（2）具有较好的耐热性、耐寒性、耐湿性、耐大气性、耐辐射性以及散热性。
（3）具有与金属、非金属材料基本相匹配的热膨胀系数，粘接性好。
（4）固化过程中收缩率要小，尺寸要稳定。
（5）不能污染半导体器件表面及具有较好的加工性能。
环氧塑封料是由环氧树脂及其固化剂酚醛树脂等组分组成的模塑粉，它在热的作用下交联固化成为热固性塑料，在注塑成形过程中将半导体芯片包埋在其中，并赋予它一定结构外形，成为塑料封装的半导体器件。它是国外在20世纪70年代初研究开发的新产品。用塑料封装方法生产晶体管、集成电路（IC）、大规模集成电路（LIC）、超大规模集成电路（VLIC）等在国内外已广泛使用并成为主流。据资料统计，当今世界每年用于封装用的环氧塑封料大约15～17万t，其中日本产量最多，居世界第一。
2.集成电路的封装对环氧塑封料性能的要求
半导体工业从器件的可靠性，成形性出发，对环氧塑封料性能提出越来越高的要求。主要是高耐潮、低应力、低α射线，耐浸焊和回流焊，塑封工艺性能好。
（1）高耐潮塑料封装从本质上说是一种非气密性封装。树脂是高分子材料，其分子间距为50～200nm，这种间距大得足以让水分子渗透过去。水分进人半导体器件的途径有两条：①从树脂本身渗透过去到达芯片；②从树脂和引线框架的界面处浸入而到达芯片。在水存在的情况下，塑封料中若含有离子性杂质如Na+、Cl-等，则会由于电化学反应而腐蚀芯片上的铝布线。这些杂质主要来自原材料，生产使用过程也会混入。因为铝为两性金属，酸性和碱性环境下都可以导致其腐蚀。目前使用较多的环氧塑封料的pH值多小于铝的腐蚀多为氯离子所致。降低氯离子的方法主要是，从环氧树脂的生产工艺人手控制可水解氯含量，提纯原材料并最大限度地降低塑封料中的水分。近些年来最新的方法是加入离子捕捉剂和铝保护剂等。另外，环氧塑封料中填充料二氧化硅微粉的含量约占总量的70%～85%，因此硅微粉的纯度是影响塑封料纯度的重要因素。硅微粉中的Na+、Cl-含量要求小于2×Fe3+含量小于10×6。
目前，除降低杂质离子含量外，提高耐湿性主要依靠加入经过表面处理的填料，使水分渗透到芯片的距离尽可能延长。加人偶联剂可提高塑封料与引线框架的粘接力，使水分不易从塑封料与框架的界面处渗透到芯片。
（2）低应力构成半导体集成电路器件的材料很多，如硅芯片、表面钝化膜、引线框架等，它们与环氧塑封料的热膨胀系数相差很大。加热固化时，因热膨胀系数的差异而使器件内部产生热应力。应力的存在会导致：①塑封料开裂；②表面钝化膜开裂，铝布线滑动，电性能变坏；③界面处形成裂缝，耐湿性变差；④封装器件翘曲。影响热应力大小的因素和降低应力的方法请看8.4.5之5.低应力型一节。
（3）低α射线1978年Intel公司的等人发现封装材料中的放射性元素放出的α射线会使集成电路中存贮的信息破坏，集成电路不能正常工作，产生软误差。解决方法见8.4.5节第6款低α射线型一节。
（4）耐浸焊和回流焊性在表面安装（SMT）过程中，焊接时封装外壳温度高达215～260℃，如果封装产品处于吸湿状态，当水分气化产生的蒸汽压力大于封装材料的破坏强度时，会导致封装产品内部剥离或封装件开裂。由此可见，提高树脂的耐湿性；提高封装材料在200℃以上时的强度和其与芯片、引线框架的粘附力；降低塑封料的热膨胀系数和弹性模量是提高环氧塑封料耐浸焊性和回流焊性的关键。主要方法有：
1）增加填料含量。因为填料不吸湿、透湿，但会出现流动性下降的问题。
2）降低树脂本身的吸湿、透湿性，如引入烷基、氟基等憎水基。为了解决因官能团的距离和立体障碍引起的反应性下降问题需选择合适的固化剂和促进剂。
3）正确选择固化促进剂，使基体树脂与固化剂反应交联更紧密。
4）引入耐热性优异的多官能团环氧树脂，从而提高其高温强度。但要防止耐湿性下降。
5）成型性好通过对环氧模塑料成型性能的不断改进，模塑料的脱模性和耐溢料性能得到了很大提高，成型时间缩短到20～30s，还出现了不需后固化的产品。
3.电子级环氧模塑料发展历程电子级环氧塑料的开发过程见表5。
早期曾用环氧-酸酐模塑料及硅酮树脂模塑料和聚丁二烯树脂模塑料，但因Tg较低，腐蚀铝布线或因收缩率大，粘接性能及耐湿性较差而未得到应用。
1972年美国Morton化学公司报导了邻甲酚醛环氧一酚醛树脂体系模塑料被人们广泛重视，此后人们一直沿着这个方向不断研究改进提高。不断出现新产品。1975年出现了阻燃型环氧模塑料，1977年出现了低水解氯的环氧一酚醛模塑料，1982年出现了低应力环氧模塑料，1985年出现了有机硅改性低应力环氧模塑料，1995年前后出现了低膨胀、超低膨胀环氧模塑料、低翘曲的环氧模型料等等。随着环氧模塑料性能不断提高、新品种不断出现，产量逐年增加，目前全世界年产量在15万t以上，我国年产量5000t左右。由于塑料封装半导体器件价格低，又适合大规模自动化生产，所以越来越多地采用塑料封装生产，目前在全世界范围内塑封半导体器件产品占市场总量的93%～95%。而陶瓷和金属封装正在迅速减少。由于塑封半导体器件可靠性大幅度提高，在许多不太恶劣环境下也可以满足军用系统的要求。塑料封装生产的半导体器件有二极管、三极管，集成电路（IC）、大规模集成电路（LSI），超大特大规模集成电路（VLSI、）等。
1976年中科院化学所在国内率先开拓环氧塑封料研究领域，于1983年研制成功KH407型邻甲酚醛环氧模塑料并通过部级技术鉴定，此后又连续承担了国家“七五”、“八五“、“九五”重点科技攻关项目：5μm技术用环氧塑封料的研制与中试；LSI用环氧塑封料制造技术研究；0.5μm技术用环氧塑封料的研制与中试；0.35μm技术用环氧塑封料的研制，这些研究项目均通过部级技术鉴定与验收。研制成功KH4KH8KH950系列产品，有普通型、快速固化型、高热导型、低应力型、低膨胀型、低翘曲型等多种类型环氧模塑料。这些产品广泛用于塑封半导体分立器件、集成电路，大规模超大规模集成电路。不久前首钢日电电子有限公司给化学所做了一次塑封超大规模集成电路的考核试验，用KH950—KH950—3在自动塑封模上塑封线宽为0.35μM的芯片1200片，生产集成电路1200块，综合成品率97.6%。并按NEC考核标准进行全面的可靠性考核，其结果是所有考核项目全部合格，经超声扫描检查未发现有剥离现象。考核结果见表6。
中科院化学所在研究模塑料的同时还开展了制造工艺技术研究，掌握该材料的制备技术工艺条件，并建成了规模为1500t/a中试生产线。为了推进我国环氧模塑料工业生产的发展，1984年化学所将环氧模塑料制备技术转让给现在的连云港华威电子集团公司，1996年转让给长兴电子材料（昆山）有限公司，如今他们都已建成了生产规模为千吨级现代化工厂。
4.电子级环氧模塑料的分类、型号及用途电子行业标准SJ/P11197—1999规定见表7。
二、电子级环氧模塑料的组成及其主要性能
环氧模塑料主要由环氧树脂、固化剂、促进剂、填料、偶联剂、改性剂、阻燃剂、脱模剂、着色剂等组成。
2.1环氧树脂
环氧树脂作为基体树脂起着将其他组分粘合到一起的重要作用，它决定了模塑料成型时的流动性和反应性及固化物的力学、电气、耐热等性能。常用的环氧树脂有：
（1）邻甲酚醛环氧树脂分子结构式为：
邻甲酚醛环氧树脂的主要性能见表8。由于它具有优良的热稳定性和化学稳定性，优异的耐湿性能，已成为环氧模塑料使用最广泛的基体树脂。环氧当量低时模塑料弯曲强度高、耐热性及介电性能好，若环氧当量相同时树脂黏度增加，软化点也相应增加，模塑料的玻璃化温度（Tg）略有增加，但螺旋流动长度变短、吸水率增加。
（2）含溴环氧树脂环氧模塑料中加入含溴环氧树脂可起阻燃作用，一种是含溴双酚A环氧树脂：
另一种是含溴酚醛环氧树脂：
主要性能指标见表10。在燃烧时溴化物能起到阻燃作用效果较好，但同时产生对人身健康有害物质，所以人们正积极寻找代用品。
（3）新型环氧树脂由于邻甲酚醛环氧树脂熔融黏度较大，增加填充料用量时模塑料熔融黏度变大不能满足使用要求，所以近年来人们在努力开发新型的环氧树脂，其特点是熔融黏度低、吸水率低、耐热性能好的双官能团或多官能团的新型环氧树脂。这方面报道很多，现将它们的分子结构式及其主要性能汇总下表11中。
联苯型环氧树脂由于处于单分子的结晶态，熔融黏度极低（150℃时为0.01Pa·s），可以大量填充球形熔融二氧化硅填料，使环氧模塑料的线膨胀系数极大地降低。联苯型环氧树脂是超低应力、低膨胀型环氧模塑料的首选基础树脂，缺点是价格昂贵，贮存期较短，容易发生溢料。双环戊二烯型环氧树脂（DCPD）是由日本大日本油墨公司开发出的另一低黏度环氧树脂。其特点为低熔融黏度（150℃时为0.07Pa·s），低吸湿性（吸湿性较邻甲酚醛环氧树脂和联苯型环氧树脂都好），粘接强度较高，优秀的耐热性能和机电性能。由于具有以上特点，双环戊二烯型环氧树脂特别适用于制备表面安装技术（SMT）用环氧模塑料。缺点是阻燃性不好。三官能团型环氧树脂由于耐热性好，固化后有较高的玻璃化温度和低翘曲性能，适合制备对玻璃化温度和耐翘曲性能有较高要求的PBGA用环氧模塑料。
2.2固化剂
固化剂的主要作用是与环氧树脂反应形成一种稳定的三维网状结构，固化剂和环氧树脂一同影响着模塑料的流动性能、热性能、力学性能和电性能。电子级环氧模塑料的固化剂多采用线性酚醛树脂。它与其他类型固化剂如酸酐、多胺等相比，产物具有优异的耐热性和介电性能，吸水率低及成型收缩率小等特点。它的分子结构式为
主要的物理化学性能见表12。
近年来开发出高耐热低吸水率的酚醛树脂见表13。
2.3填料
环氧模塑料中采用的填料主要是二氧化硅粉（俗称硅微粉）。它具有介电性能优异、热膨胀系数低、热导率高及价格低等特点，用它作填充料主要目的是使环氧模塑料热膨胀系数、吸水率、成型收缩率及成本降低；耐热性、机械强度、介电性能及热导率提高。硅微粉在环氧模型料中含量高达60%～90%，它们性能优劣对环氧模塑料品质有着十分重要的影响。
（1）硅微粉有两类，一类是结晶型硅微粉，它的颗粒外形为角形，因此又称为角形结晶型硅微粉，另一类是熔融型硅微粉，它的颗粒外形有角形的，也有球形的，所以称为角形熔融型硅微粉和球形熔融型硅微粉。含铀量低的石英石可加工成低铀含量的结晶型硅微粉和熔融型硅微粉。采用化学合成方法制备的球形熔融型硅微粉铀含量很低，但价格很高。石英石是结晶型的二氧化硅石经1900～2500℃高温烧制后转化成熔融型或者称无定型二氧化硅石块。它们的结构如图6所示。
（2）二氧化硅的物理性能见表14。结晶型硅微粉特点是热导率高，价格低；熔融型硅微粉特点是热膨胀系数低，价格较高，合成球形硅微粉铀含量低但价格昂贵。根据环氧模塑料性能及用途不同可采用不同类型的硅微粉。采用铀含量低的填充料制备的环氧模塑料可用于塑封超大规模集成电路，目的是避免出现所谓“软误差”现象。
（3）硅微粉颗粒形状、大小及其分布。它的颗粒是球状的称为球形硅微粉，颗粒为角状的称为角形硅微粉，用扫描电镜可以清晰辨认出。硅微粉的颗粒粒径一般在0.1～150μm范围内，中位粒径d50=5～粒度分布可用激光粒度分布仪测定。
（4）硅微粉制备工艺简介。硅微粉是由普通硅石经粉碎、纯化处理，过筛分类等工序获得角形结晶硅微粉，把它高温熔融后喷射成球，过筛分类则得球形硅微粉。普通硅石经熔融、粉碎、纯化处理、过筛分类得到角形熔融硅微粉。低α-射线硅石经相似工序可获得低α-射线的角形或球形硅微粉。另一个途径是合成法制备低α-射线的硅微粉，方法是通过控制正硅酸乙酯、四氯化硅的水解制。得球形硅微粉。
我国石英石矿产丰富，生产角形硅微粉已经有二十多年历史。有浙江华能硅级粉有限公司、江苏东海硅微粉厂等单位生产。硅微粉产品分类及产品型号规格主要用途见表粒度分布见表产品理化技术指标见表17。
填料的主要作用是提高热导率，降低热膨胀系数和成型收缩率，还可起到增强作用，提高可靠性；但同时会导致模塑料的黏度增加，降低成型性，所以填充量要选择适当。在使用无机填料的过程中，还要对它进行表面改性。改变填料表面的物理化学性质，提高其在树脂和有机聚合物中的分散性，增进填料与树脂等基体的界面相容性，进而提高材料的力学性能和耐湿性能，是作为填料的矿物粉体表面改性的最主要的目的。
粉体的表面改性方法有多种，根据改性性质的不同可分为物理方法，化学方法和包覆方法；根据具体工艺的差别分为涂覆法、偶联剂法、煅烧法和水沥滤法。综合改性作用的性质、手段和目的，分为包覆法、沉淀反应法、表面化学法、接枝法和机械化学法。制备环氧模塑料时通常采用表面化学方法改性，即通过表面改性剂与颗粒表面进行化学反应或化学吸附来完成表面化学改性。一般使用的表面改性剂主要是偶联剂、高级脂肪酸及其盐、不饱和有机酸和有机硅等。
环氧模塑料中通常使用的表面改性剂是偶联剂。偶联剂按照化学结构分为硅烷类、钛酸酯类、锆类和有机铬化合物等类型。偶联剂等改性剂对填料表面进行的改性及应用主要有预处理法和整体掺合法。预处理法是将填料粉体首先进行表面改性，再加入到基体中形成复合体。预处理法又分为干式处理法和湿式处理法。整体掺合法将塑料等制品的部分加工工艺与填料的改性工艺相结合，具体过程是：填料与高分子聚合物混炼时加入偶联剂原液，然后经成型加工或高剪切混合挤出，直接制成母料。
一般认为，预处理改性的效果优于整体掺合法。因为在有树脂存在时，偶联剂受到稀释，而且还可能因树脂的作用而相互结块。由于填充料是环氧模塑料含量最大的组分，所以填充料对环氧模塑料的力学性能、密封性能、电学性能都有很大的影响。而填充料的表面改性技术直接影响着环氧模塑料密封性能及粘接性能，是各环氧模塑料生产与研究单位的核心技术。
2.4促进剂
环氧塑封料是单组分材料，固化促进剂决定了模塑料的固化行为，影响着模塑料固化速度的快慢，对环氧模塑料的力学性能、热性能、吸湿性能、成型工艺性能等都有显著影响。固化促进剂主要有胺类、咪唑类、膦类。促进剂用量越多固化速度越快，但加入促进剂过多会使塑封料储存期变短。固化促进剂的选择是各环氧模塑料生产研制单位的又一项核心技术。
2.5阻燃剂
阻燃剂的添加是为了赋予模塑料的阻燃性能，使模塑料达到UL—94—V0级标准，使由模塑料塑封的集成电路和分立器件可以用在家用电器产品中。阻燃剂通常使用锑的化合物和溴化物。由于人们环保意识的加强，上述阻燃体系将会逐渐被绿色阻燃体系所代替。
2.6脱模剂
脱模剂的作用是使固化后的产品比较容易地从模具中取出，其用量选择要适当，量多虽然容易脱模，但是密封性和可打印性下降。脱模剂通常使用天然或人造脂肪酸酯或高级脂肪酸酯，用来控制模塑料的脱模性、可打印性、耐潮性。
2.7着色剂
着色剂起着色作用，主要有黑色，也有绿色、红色等。以遮盖所封装器件的设计及防止光透过。根据用户要求可以把塑封料配制成不同的颜色。着色剂通常使用炭黑。塑封产品打印标记有两种方法，一种是油墨打印，一种是激光打印。在采用激光打印时，着色剂采用特殊颜料。
三、电子级环氧模塑料的制备、性能指标及测试方法
3.1环氧模塑料的制备工艺过程
环氧模塑料的制备过程有物料计量、热混合、冷却、粉碎、预成型等工序，先将各种组分按一定重量比例取称并放在一起混合均匀、再将物料经炼胶机或双螺杆挤出机热熔融混合均匀，冷却后成固体片状料经过粉碎成粉状料，粉料预压成型变成有一定重量和尺寸的圆柱体为饼料，最后一道工序是包装存储。工艺流程见图7。
（1）生产线工艺特点
1）模塑料连续化生产线从物料混合工序直至预成型工序全过程中物料转移一直在封闭系统中进行、可有效地防止空气中粉尘及水分侵入。确保产品质量。
2）物料转移工艺过程是连续化的，用计算机控制并显示物料移动变化的过程，这样可以提高产品的一致性和稳定性。
3）定时测定中间产品的性能如凝胶时间、螺旋流动长度等指标，以便及时准确掌握中间产品质量，控制工艺条件。
4）生产车间设有除湿除尘控温空气净化设备，可控制相对湿度在50%以下，室温在25℃以下。
（2）粉料预成型环氧模塑粉经过预成型机将粉料压制成饼，再经过复合检测设备，把重最不合格及铁质杂质含量超标产品剔除，然后把产品包装、储存在0～5℃的冷库里，相对湿度＜50%。饼料直径在38.5～62mm之间，重量在40～200g之间，直径误差范围±0.5mm；重量误差小于3%，上述料饼规格适合于单注头塑封模具使用。近年来发展起来的全自动塑封设备，模具注头是多个、使用料饼直径φ9～18mm、重量在2～15g之间不等，料饼直径误差±0.3mm，重量误差小于±3%，预成型料饼要致密，料饼疏松时内部易包含空气及水分，塑封产品易产生气孔、缺欠等不良品。（3）产品储存包装好的产品应放在低温和干燥环境中储存，温度0～5℃，相对湿度＜50%。
产品包装时应注意把袋口捆紧，两层塑料袋之间应放干燥剂（如硅胶等），防止湿气侵入内部，存储过程中随着储存时间增加，模塑料流动长度变短，储存温度愈高储存期愈短。邻甲酚醛环氧体系模塑料在0～5℃储存期为1年，而低黏度环氧体系模塑料在0～5℃储存期为3个月左右。
3.2环氧模塑料的技术性能指标
按电子行业标准SJ/P11197—1999规定列于表18。
3.3环氧模塑料性能测试方法
（1）螺旋流动长度
1）装置传递模塑压力机，至少具有150mm×150mm的平面台，原则上使用150kN以上传递模塑压力机。模具使用EMM—I—66的螺旋流动金属模具。这种模具不进行特殊的表面处理，试验中不使用脱模剂，若使用脱模剂时，要进行数次试验性模塑。更换其他品种，也要进行数次试验性模塑。
2）成型条件样品为粉末或颗粒，20±5g，粉末用量以样品成型后剩余料高度为0.30～0.35cm为准；模具温度为175±2℃，传递柱塞也保持成型温度，为使温度稳定，成型间隔至少为1min；传递压力为7.0±0.2MPa，传递速度为6.0±1cm/s，注塑头直径为4.2±0.2cm；模塑之前模塑料样品不必预热；固化时间为2min，为了容易脱模，时间可适当延长。
3）方法使金属模具和注塑头升温至所定温度，将样品倒入料斗中，立即进行传递模塑成型。固化2min，然后打开模具，读出螺旋流动长度，精确到0.5cm。同一样品至少成型两次，记录其平均值。
（2）凝胶时间
1）装置天平，感量为0.01g；电热板；秒表，精确至1s；针状搅拌棒或平铲。
2）样品：粉末状。
3）方法：将电热板加热到175±1℃，取0.3～0.5g样品放在电热板上，样品摊平面积约为5c㎡，熔融开始计时，用针状搅拌棒尖端或平铲搅拌，粉料逐渐由流体变成凝胶态（样品不能拉成丝）为终点，读出所需时间。同样操作重复两次，取其平均值。
（3）密度按GB/T1033—1986的规定进行。
（4）弯曲强度、弯曲模量按GB/T449—1983的规定进行。
（5）线膨胀系数及玻璃化温度
装置：TMA（热机分析仪）
样品：标准样品（铝、石英）；测试样品应无弯曲、裂纹、气孔等缺陷，两端平整且平行。
方法：确定测试范围、设置加热器加热速率和最高温度。线膨胀系数α由样品尺寸变化与温度的关系曲线中直线部分的斜率确定；玻璃化温度Tg可用拐点两侧切线的交点对应的温度得出。
（6）热导率按GB/T3139—1982的规定进行。
（7）体积电阻率按GB/T1410—1989的规定进行。
（8）介电常数、介电损耗角正切按GB/T1409—1988的规定进行。
（9）介电强度按GB/—1999的规定进行。
（10）吸水率
1）装置：分析天平；恒湿恒温箱（T±2℃、湿度±3%）；烘箱（T±2℃）。
2）方法：样品加工成型为φ50mm×3mm的圆片或120mm×15mm×10mm的长条。每组样品三个；样品在105±2℃干燥1h，取出称重，记下G1；样儡在恒湿恒温箱中在85℃、相对湿度85%的条件下保持72h；样品取出擦干称重，记下G2。
吸水率的计算按下式：
W=（GG2）/G1×100%
（11）阻燃性按GB/T2405—1999的规定进行。
（12）pH值（萃取水溶液）
1）装置：萃取容器（内衬聚四氟乙烯的钢瓶，容积150ml）；热板；天平（感量0.1h）；100ml量筒（读取精度1ml）；去离子水（电导为2.0μs/cm以下）；烘箱（T±2℃）。
2）方法：样品在热板上固化并研磨粉碎；粉碎样品于室温下冷却后，用60目筛子过筛。取10g过筛样品转移到萃取容器中，加入100ml去离子水，放入烘箱中，萃取条件121℃·20h；萃取好的样品从烘箱中取出，常温冷却；将萃取液过滤，得清液；冷却后可测定萃取清液的pH值。
（13）钠离子含量的测定（萃取水溶液）
1）所用仪器及药品：氯化钠标准溶液（0.2×0.4×0.6×0.8×1.0×6）；火焰原子吸收光谱测定仪；萃取装置、萃取力法参照pH值测定。
2）测试方法：用标准溶液在原子吸收光谱测定仪作出标准曲线，用对比法测出样品的钠离子含量。
（14）氯离子含量的测定（萃取水溶液）
1）器材与试剂：自动电位滴定仪、硝酸银溶液（N=0.002mol/L）；萃取装置、萃取方法参照pH值测定。
2）测试方法：取萃取清液用硝酸银溶液（N=0.002mol/L）滴定，计算出氯离子含量。
注：在滴定样品前，需做空白。
（15）铀含量分析（激光荧光法）按EJ/T823的规定进行。
四、电子级环氧模塑料的成型工艺及产品考核标准
4.1工艺过程及其工艺条件
环氧模塑料成型是采用传递模塑成型方法。模塑成型工艺见图8。由于环氧模塑料含潜伏性固化剂，需要冷藏储存。因此，为了使温度稳定化，在使用前24h，必须把模塑料从冷库（0～10℃）中取出，保持包装密合，使模塑料恢复至室温（20～25℃）。为使湿度稳定化，在模塑前1～4h打开包装，并置于通干燥空气或干燥氮气的装置中。开始模塑后，要求在72h内用完，并且不能用手直接接触模塑料。如果没有用完，需重新密封包装冷藏。再次使用时，温度和湿度稳定化后24h内必须用完。
在进行传递模塑时，模塑料首先要进行预热，一般使用高频预热机预热。预热时间为20～40s（根据预热机），预热温度为75～85℃（预热温度为料饼表面温度而不是料饼内侧温度）。进行传递模塑时，为保证产品质量，首先要检查下列参数：模具表面、模具温度、传递压力、传递速度/时间、合模压力、固化时间、料饼重量。
（1）首先要检查模具表面，要清洁，不能有污点，排气孔要通畅，否则要进行清模。
（2）模具温度的检查要使用表面温度计。检查的部位包括上下模、每个热控制区的若干点，中央位置及周边位置。各个位置的温差不能过大。
（3）传递压力检查时要注意计示压力与实际压力的区别。定期用压力计检查实际压力。为防止压力损失，柱塞头和传递料简要定期更换。
P0=（A×P）/A0
式中A———压头截面积；
A0———柱塞截面积；
P———计示压力；
P0———实际压力。
（4）传递速度由传递距离和传递时间来计算
传递速度=传递距离/传递时间
传递距离L=料饼体积/料筒截面积=（πγ2hn）/（πR2）
式中2r———料饼直径；
h———料饼高度；
n———料饼数量；
2R———料简直径。
（5）传递时间首先决定没有沉积料饼的传递时间（A），然后检查有料饼时的传递时间（B），调整传递时间A在（B+1）至（B-5）s范围内。
（6）注意调整料饼重量，以获得适当的残胶厚度（见图9）。如果太厚，会造成模塑料的浪费，太薄容易造成填充不完全，产生气孔或漏封。
典型的塑封工艺条件见表19。
4.2塑封常见工艺问题及其解决方法
（1）未填充未填充主要有两种情况：有趋向性未填充和随机性未填充。有趋向性未填充主要是由于封装工艺与环氧模塑料的性能参数不匹配造成的。主要有以下原因及解决方法：
1）不合适的模具温度，应在规范内升高或降低模具温度。
2）不合适的预热温度，应增加或减少预热时间。
3）注塑速度太慢，应加快注塑速度。
4）注塑压力太低，应增加注塑压力。
5）由于保管不当或过期，模塑料的流动性下降，黏度太大或凝胶化时间太短，应使用流动性合适的模塑料，并妥善保管。
当未填充为随机性时，主要有以下原因及解决方法：
1）模具清洗不当，排气孔或进料口被粒子堵塞，应清洗模具。
2）模塑料中不溶性杂质太大，堵塞进料口，应换品质良好的模塑料。
3）模具进料口太小，应增加进料口尺寸。
（2）粘模主要有以下原因及解决方法：
1）模具沾污，应清洗模具。
2）更换模塑料种类，应清洗模具。
3）模具温度过低，应在规范内升高模具温度。
（3）溢料环氧模塑料的溢料是通过塑封模具与引线框架之间的“缝口”的“树脂流动”而造成的，溢料会导致浸焊外观不良。
根据流体力学公式，下列公式表示封装时通过缝口树脂的量（Q）。
Q∝（ωd3）·△P/（ηL）
式中ω———缝口宽度；d———缝口厚度；L———缝口长度；△P———缝口内外压力差；η———树脂熔融黏度。
因此，为使树脂溢料（Q）最小化，可以采取降低注塑压力从而降低△P，提高模具精度或提高合模压力以降低缝口厚度d和增大树脂熔融黏度来解决。因此溢料主要有以下原因及解决方法：
1）合模压力太低，应增加合模压力。
2）注塑压力太高，应降低注塑压力。
3）上一模的溢料残留，应清洗干净溢料残留。
4）使用的模塑料本身流动性太大，抗溢料能力差，应使用熔融黏度较高的环氧模塑料，提高触变性和提高反应性，使用抗溢料好的模塑料，同时降低预热温度。
（4）蛇眼主要原因为注塑速度太快，应降低注塑速度。
（5）金线冲歪或冲断
1）不当的注塑速度，应减慢或增加注塑速度。
2）不适当的预热温度，应增加或减少预热时间。
3）模塑料的流动性太差，改用流动性好的模塑料。
（6）水泡状物
1）材料中含水气，会导致水泡状物产生。应遵守操作条件，防止模塑料吸潮。
2）空气进入。应使用适当尺寸的料饼，料饼尺寸最好和注塑料筒的尺寸相同或略小，否则料饼与注塑腔之间的空气进入模腔。使用较慢的注塑速度或较大的注塑压力，可减少水泡状缺陷发生。
（7）气孔在塑封产品中，气孔是最常见的缺陷，根据气孔在塑封体上产生的部位可以将其分为内部气孔和外部气孔。气孔不仅严重影响塑封料体的外观，而且直接影响塑封器件的可靠性，尤其是内部气孔更应重视。气孔是由模塑过程中环氧模塑料中夹带的空气及料腔中的气体没有完全排出造成的。它主要与环氧模塑料的流动性、挥发物含量、料饼密度、料饼直径、成型工艺条件等因素有关。
如果模塑料中的挥发物含量太高，在模塑过程中又不能及时排出，就会在塑封体表面和内部形成气孔。因此要尽量降低环氧模塑料本身原材料中挥发物的含量，防止生产、贮存、运输、使用过程中吸潮，模塑料从冷库中取出回温时要严格按要求去做。
模塑料料饼打饼密度太低或料饼直径与注塑料筒尺寸不匹配，会带人大量的空气，气体如果不能及时排出，就会形成气孔。因此料饼打饼密度要高，一般要求是成型后密度的80%～95%。要选择直径与注塑料筒相匹配的料饼。
环氧模塑料的流动性必须与塑封工艺参数相匹配，若产生气孔，按下列方法调节。
1）不适当的模具温度，应降低模具温度。
2）注塑速度太快，应降低注塑速度。
3）不适当的预热速度。应上升或降低预热温度。
4）注塑压力太低，应增加注塑压力。
5）模具清洗不适当，应清洗模具的排气孔。
6）材料本身的流动性太强，应使用流动性适中的模塑料，或减少预热时间。
4.3塑封产品的考核方法、条件及其分级
（1）环氧模塑料的成型性能考核环氧模塑料的成型性能包括流动性能、固化性能、沾污性能及打印性能等四方面内容，见表20。
（2）环氧模塑料的可靠性水平的评估标准及方法见表21。
（3）其他可靠性试验方法见表22。
五、电子级环氧模塑料固化物的性能及应用
为了适应半导体工业的飞速发展，环氧模塑料也不断地进行改进与提高。为了满足提高劳动生产率的要求，出现了快速固化型环氧模塑料及不后固化模塑料，最快成型时间达到20s；后固化时间从2h缩减到不后固化；为了满足大功率器件对散热的要求，产生了高热导型模塑料；为了满足大规模集成电路的封装要求，产生了低应力及低α射线型模塑料；为了满足表面安装技术（SMT）的要求，又出现了低膨胀型、低吸水、高耐热型模塑料；为了满足球栅阵列封装（PBGA）的要求，出现了高玻璃化转变温度（Tg）、低翘曲率、高粘接强度模塑料。显然，模塑料今后也必将随着集成电路及半导体工业的发展而不断发展。各种电子级环氧模塑料固化物的性能和应用如下：
5.1普通型
美国莫顿（Morton）公司首先推出邻甲酚醛环氧模塑料Polyset410B，属于普通型环氧模塑料。由于各模塑料生产厂家及研究机构不断研究提高，模塑料的性能已经有很大改进，尤其是可靠性及工艺成型性方面有很大提高。普通型环氧模塑料所用填料主要有两类：结晶型二氧化硅粉和熔融型二氧化硅粉。环氧模塑料的填料全部采用结晶二氧化硅微粉时。其性能特点是热导较高，线膨胀系数较大，成本较低。主要用来封装分立器件如三极管、二极管和中小规模集成电路。其典型产品如：中科院化学所的KH407—本住友的EME—1200系列、日.东的MP—3500等。其主要典型性能见表21。
环氧模塑料的填料采用熔融二氧化硅微粉时，其性能特点是线膨胀系数小。热导率较低，成本相对较高。主要用于大规模集成电路及大尺寸分立器件。其典型产品如：中科院化学所的KH407—本住友的EME—11东的HC—10—Ⅱ型。典型性能见表23。
5.2快速固化型
近年来，为了降低成本，提高劳动生产率，特别是出现了多柱头自动模具（AUTO—MOLD）封装之后，要求一个封装周期为30～50s，有的甚至要求缩短至20s左右。为了适应这种要求，研制生产出了快速固化型环氧模塑料。其性能特点为快速固化，凝胶化时间为13～18s。可以减少操作时间，还能保证产品的可靠性要求。
5.3无后固化型:
为了提高劳动生产率，提高竞争力，要求不进行后固化，仍保证材料的耐湿性和耐热冲击性。为了适应这种要求，通过采用特殊的固化促进剂，研制生产出无后固化型环氧模塑料。其性能特点见图10。
5.4高热导型
为了满足大功率分立器件、高热量器件、特别是全包封分立器件对热导的较高的要求，研制出了高热导型环氧模塑料。主要采用结晶型二氧化硅、氧化铝、碳化硅、氮化硅等高热导填料，应用高填充技术而制备的。其典型产品如：中科院化学所的KH407—5系列、日本住友的EME—5900HA、日东的MP—4000系列等。典型性能见表23。
5.5低应力型
构成半导体器件的材料很多，如硅晶片、表面钝化膜、引线框架等，它们的热膨胀系数较小，与环氧塑封料的热膨胀系数相差很大。加热固化时，因热膨胀系数的不匹配使器件内部产生应力。模塑料产生的应力主要有两种：模塑料固化时产生的收缩应力及温度变化时产生的热应力。据研究，后者是占支配地位的。随着集成度的增加，集成电路逐渐向芯片大型化、铝布线微细化、封装薄型化方向发展，热应力问题逐渐变得愈来愈尖锐。热应力的存在会导致：塑封料开裂；表面钝化膜开裂，铝布线滑动，电性能变坏；界面处形成缝隙，耐湿性恶化。热收缩产生的内应力可以用Dannenberg公式表示：
式中，K为常数；E为塑封料的弹性模量；Tg为塑封料的玻璃化转变温度；α1为塑封料的热膨胀系数；α2为插人物的热膨胀系数。因为半导体芯片及引线框架等的线膨胀系数远小于塑封料的线膨胀系数，由上式可知，要降低内应力，必须降低封装材料的弹性模量E、线膨胀系数α和玻璃化转变温度Tg。减小弹性模量及塑封料与插入物的热膨胀系数之差，或降低Tg都可以降低热应力，但降低Tg是不可取的，因为Tg降低会使塑封料在高温下机械性能和电性能下降。为了在不降低Tg的情况下降低弹性模量E和线膨胀系数α，常用的方法是增加填充料的含量和加入低应力改性剂。
增加填料的含量可有效地降低封装材料的α值，使用球形熔融硅粉，其填充量可大量增加，填料含量可达到75%～80%。同时，球形粉末还可缓和填料尖端处所造成的应力集中；减少封装材料在模具内的磨损等。试验表明，若以角形硅粉为则球形的集中应力比为0.6以下。模具磨损比为0.1以下。
添加低应力改性剂可同时降低E，α又不影响Tg。开始使用的是与树脂不相容的硅橡胶、硅油等，属于机械分散式的海岛结构。该法改性剂易渗出，使封装器件出现斑痕并污染模具。最近则采用改性剂与树脂直接反应，形成微细均匀的分散。所用改性剂多为有机硅。两种方法相比，后面的方法在E相同的情况下，模塑料的弯曲强度较高，从而提高了耐热冲击性能。
综合国外的专利文献，制备有机硅改性剂的基本路线主要有三种：
（1）预制法即预先用乳液聚合法或其它方法制成硅橡胶粉末，然后将硅橡胶粉末均匀地分散在基体树脂中。此法的缺点在于目前还难于合成粒度≤1μm的硅橡胶粉末和难以达到塑封料的高纯度要求。
（2）共混法此法是采用高分子分散剂和特定的加工工艺，将硅橡胶细粉分敞在基体树脂中，可形成具有海岛结构的稳定二相体系。若高分子分散剂、加工方法和工艺条件选择适当，硅橡胶微区尺寸可≤1μm甚至更小。
（3）嵌段或接枝共聚法通过带活性基团的聚硅氧烷与基体树脂进行化学反应生成嵌段或接枝共聚物，这些共聚物与基体树脂形成微相分离的高分子合金。如此形成的有机硅微区的尺寸较小（≤0.5μm），其改性效果可能会更好。本法的难点在于硅氧烷上官能团的引进和共聚反应的控制，难度与工作量都较大。
低应力产品已经成为封装大规模集成电路的主要产品，其典型产品为日本住友的EME—6300系列、中科院化学所的KH8KH930系列产品。其典型性能见表24。
5.6低α射线型
1978年Intel公司等人发现封装材料中的放射性元素放出的α射线，会使集成电路中存储的信息破坏，集成电路不能正常工作，产生软误差。塑封16M以上存储器时，由于放射a射线使器件产生软误差的问题会变得十分尖锐。放射性元素主要来自填充料SiO2。解决的方法一是寻找低铀矿石，另一种方法是合成硅粉。目前国外已有化学合成法制备的球形硅粉，产品铀含量在0.2×9以下，但价格较高。国外大规模生产的4MDRAM芯片封装材料的填料是用低铀矿石制备的熔融球形SiO也有采用聚酰亚胺表面钝化膜防止α射线影响芯片。
5.7低膨胀型
由于集成电路向超大规模和特大规模集成电路的方向发展，集成度迅速增加，铝布线宽度越来越窄，芯片面积越来越大，外形向小型化、薄形化方向发展。安装方式由双列直插向表面安装（SMT）方向发展，封装形式从DIP向SOP（SOJ）、SSOP、QFP、TQFP方向发展，由于封装形式不同，对材料的性能要求也不尽相同。对环氧塑封料提出了更高的要求。若用传统的塑封料封装超大、特大规模集成电路，会明显影响塑封集成电路的可靠性。所以，为了满足超大、特大规模集成电路的封装要求，必须对环氧塑封料的配方进行重新设计，降低塑封料的线膨胀系数、降低熔融黏度、提高耐热性、提高耐潮性。目前，低膨胀型模塑料广泛采用新型树脂体系，环氧树脂大部分采用联苯型环氧树脂（Biphenyl）及聚双环戊二烯型环氧树脂（DCPD），其共同特点是熔融黏度很低，可以填充大量填料，而黏度不会有大幅提高。填充料采用熔融球形二氧化硅微粉，采用高填充技术，填充量可以达到85%以上，甚至达到90%以上，线膨胀系数可以降到（8～9）×6℃左右。由于广泛采用了新型的二氧化硅微粉界面处理技术，模塑料的耐潮性及耐热性都有很大提高。其典型产品如：中科院化学所的KH—950系列、日本住友的EME—7351系列产品，其典型性能见表24。
5.8低翘曲型
伴随着半导体产品的高度集成化、高密度贴装的要求，各类集成电路的精密化程度越来越高，并且引脚数也在不断增加。在以往的四边扁平封装（QFP）装配时，由于引脚数增多，引脚间距变得越来越小，使得焊接变得非常困难，表面贴装时经常会发生故障，如散热问题、焊接连桥等，这些都是现行四边引脚封装所不易克服的缺陷。为了解决装配中的这些问题，美国Motorola公司在20世纪70年代开发出了新型的球栅阵列封装（BallGridArray），简称BGA。这种封装概念源于美国Motorola公司OMPAC（Over-MoldedPadArrayCarrier），如图11所示。
与PGA不同的是，BGA是用焊料球代替引脚，因而适合于表面安装。由于在封装外壳上焊料球呈阵列分布，与PLCC、QFP等封装的周边排列方式相比，BGA具有更高的输入和输出（I/O）密度。其突出优势是引脚更短，从印制电路板（PCB）到封装以及从外部I/O到器件焊点有最短的互连长度；其焊料球与PCB板的接点面积更大，引线间电容、引线电感特性良好，使电气性能得到提高。
BGA无论是从组装的难易度以及组装面积的缩小还是到组装速度的高速化，都显示出较强的优势。
根据JEDEC标准，BGA引脚节距有三种规格：1.5mm、1.27mm和1.00mm，引脚数可超过1000。从图12可以看出，当引脚数超过150pin时，BGA与QFP相比显示出了明显的优势。
表表26列出了BGA与QFP的比较和它自身的优缺点。
塑料封装球栅阵列（PBGA）是一种出现时间很短，但发展非常迅速，有很大应用前景的集成电路封装形式。这种新型的封装形式，对所用的环氧模塑料提出了新的、更高的性能要求。由于这种封装的不对称性，容易产生翘曲。所以要求塑封料具有低翘曲度，高粘接性能。多采用多官能团环氧树脂作为基体树脂，酚醛树脂为固化剂，叔胺为促进剂，熔融球形二氧化硅为填料，还有改性剂、阻燃剂、脱模剂、着色剂等组份组成。其性能特点是低膨胀、高Tg、高粘接强度、低翘曲率，国外很多厂家都已经研制出来，并且已经规模生产。其典型产品如：日本住友的EME—77中科院化学所KH960系列等，典型性能见表24。
六、电子级环氧模塑料的成型工艺及产品考核标准
6.1工艺过程及其工艺条件
环氧模塑料成型是采用传递模塑成型方法。模塑成型工艺见图8。由于环氧模塑料含潜伏性固化剂，需要冷藏储存。因此，为了使温度稳定化，在使用前24h，必须把模塑料从冷库(0～10℃)中取出，保持包装密合，使模塑料恢复至室温(20～25℃)。为使湿度稳定化，在模塑前1～4h打开包装，并置于通干燥空气或干燥氮气的装置中。开始模塑后，要求在72h内用完，并且不能用手直接接触模塑料。如果没有用完，需重新密封包装冷藏。再次使用时，温度和湿度稳定化后24h内必须用完。
在进行传递模塑时，模塑料首先要进行预热，一般使用高频预热机预热。预热时间为20～40s(根据预热机)，预热温度为75～85℃(预热温度为料饼表面温度而不是料饼内侧温度)。据中国环氧树脂行业协会介绍，进行传递模塑时，为保证产品质量，首先要检查下列参数：模具表面、模具温度、传递压力、传递速度/时间、合模压力、固化时间、料饼重量。
(1)首先要检查模具表面，要清洁，不能有污点，排气孔要通畅，否则要进行清模。
(2)模具温度的检查要使用表面温度计。检查的部位包括上下模、每个热控制区的若干点，中央位置及周边位置。各个位置的温差不能过大。
(3)传递压力检查时要注意计示压力与实际压力的区别。定期用压力计检查实际压力。为防止压力损失，柱塞头和传递料筒要定期更换。
p0=(A×P)/A?m+M+l-o
式中A——压头截面积；A0——柱塞截面积；P——计示压力；p0——实际压力
(4)传递速度由传递距离和传递时间来计算
传递速度=传递距离/传递时间
传递距离L=料饼体积/料筒截面积：
式中：2r——料饼直径；h——料饼高度；n——料饼数量；2R——料筒直径。
(5)传递时间
首先决定没有沉积料饼的传递时间(A)，然后检查有料饼时的传递时间(B)，调整传递时间A在(B+1)至(B-5)s范围内。
(6)注意调整料饼重量，以获得适当的残胶厚度)。如果太厚，会造成模塑料的浪费，太薄容易造成填充不完全，产生气孔或漏封。
6.2塑封常见工艺问题及其解决方法
(1)未填充主要有两种情况：有趋向性未填充和随机性未填充。有趋向性未填充主要是由于封装工艺与环氧模塑料的性能参数不匹配造成的。主要有以下原因及解决方法：
1)不合适的模具温度，应在规范内升高或降低模具温度。
2)不合适的预热温度，应增加或减少预热时间。
3)注塑速度太慢，应加快注塑速度。
4)注塑压力太低，应增加注塑压力。
5)由于保管不当或过期，模塑料的流动性下降，黏度太大或凝胶化时间太短，应使用流动性合适的模塑料，并妥善保管。
当未填充为随机性时，主要有以下原因及解决方法：
1)模具清洗不当，排气孔或进料口被粒子堵塞，应清洗模具。
2)模塑料中不溶性杂质太大，堵塞进料口，应换品质良好的模塑料。
3)模具进料口太小，应增加进料口尺寸。
(2)粘模主要有以下原因及解决方法：
1)模具沾污，应清洗模具。
2)更换模塑料种类，应清洗模具。
3)模具温度过低，应在规范内升高模具温度。
(3)溢料环氧模塑料的溢料是通过塑封模具与引线框架之间的“缝口”的“树脂流动”而造成的，溢料会导致浸焊外观不良。
根据流体力学公式，下列公式表示封装时通过缝口树脂的量(Q)。
Q=(ωd3)·△P/(ηL)
式中ω——缝口宽度；d——缝口厚度；L——缝口长度；△P——缝口内外压力差；η——树脂熔融黏度。
因此，为使树脂溢料(Q)最小化，可以采取降低注塑压力从而降低△P，提高模具精度或提高合模压力以降低缝口厚度d和增大树脂熔融黏度来解决。
因此溢料主要有以下原因及解决方法：
1)合模压力太低，应增加合模压力。
2)注塑压力太高，应降低注塑压力。
3)上一模的溢料残留，应清洗干净溢料残留。
4)使用的模塑料本身流动性太大，抗溢料能力差，应使用熔融黏度较高的环氧模塑料，提高触变性和提高反应性，使用抗溢料好的模塑料，同时降低预热温度。
(4)蛇眼主要原因为注塑速度太快，应降低注塑速度。
(5)金线冲歪或冲断
1)不当的注塑速度，应减慢或增加注塑速度。
2)不适当的预热温度，应增加或减少预热时间。
3)模塑料的流动性太差，改用流动性好的模塑料。
(6)水泡状物
1)材料中含水气，会导致水泡状物产生。应遵守操作条件，防止模塑料吸潮。
2)空气进入。应使用适当尺寸的料饼，料饼尺寸最好和注塑料筒的尺寸相同或略小，否则料饼与注塑腔之间的空气进入模腔。使用较慢的注塑速度或较大的注塑压力，可减少水泡状缺陷发生。
(7)气孔在塑封产品中，气孔是最常见的缺陷，根据气孔在塑封体上产生的部位可以将其分为内部气孔和外部气孔。气孔不仅严重影响塑封料体的外观，而且直接影响塑封器件的可靠性，尤其是内部气孔更应重视。气孔是由模塑过程中环氧模塑料中夹带的空气及料腔中的气体没有完全排出造成的。它主要与环氧模塑料的流动性、挥发物含量、料饼密度、料饼直径、成型工艺条件等因素有关。
如果模塑料中的挥发物含量太高，在模塑过程中又不能及时排出，就会在塑封体表面和内部形成气孔。因此要尽量降低环氧模塑料本身原材料中挥发物的含量，防止生产、贮存、运输、使用过程中吸潮，模塑料从冷库中取出回温时要严格按要求去做。据中国环氧树脂行业协会()专家介绍，模塑料料饼打饼密度太低或料饼直径与注塑料筒尺寸不匹配，会带人大量的空气，气体如果不能及时排出，就会形成气孔。因此料饼打饼密度要高，一般要求是成型后密度的80%～95%。要选择直径与注塑料筒相匹配的料饼。
环氧模塑料的流动性必须与塑封工艺参数相匹配，若产生气孔，按下列方法调节。
1)不适当的模具温度，应降低模具温度。
2)注塑速度太快，应降低注塑速度。
3)不适当的预热速度。应上升或降低预热温度。
4)注塑压力太低，应增加注塑压力。
5)模具清洗不适当，应清洗模具的排气孔。
6)材料本身的流动性太强，应使用流动性适中的模塑料，或减少预热时间。
6.3塑封产品的考核办法、条件及其分级
(1)环氧模塑料的成型性能考核
环氧模塑料的成型性能包括流动性能、固化性能、玷污性能及打印性能等4方面内容。
(2)环氧模塑料的可靠性水平的评估标准及方法。
(3)其他可靠性试验方法。
七、电子级环氧模塑料固化物的性能及应用
为了适应半导体工业的飞速发展，环氧模塑料也不断地进行改进与提高。为了满足提高劳动生产率的要求，出现了快速固化型环氧模塑料及不后固化模塑料，最快成型时间达到20s；后固化时间从2h缩减到不后固化；为了满足大功率器件对散热的要求，产生了高热导型模塑料；为了满足大规模集成电路的封装要求，产生了低应力及低a射线型模塑料；为了满足表面安装技术(SMT)的要求，又出现了低膨胀型、低吸水、高耐热型模塑料；为了满足球栅阵列封装(PBGA)的要求，出现了高玻璃化转变温度(Tg)、低翘曲率、高粘接强度模塑料。显然，模塑料今后也必将随着集成电路及半导体工业的发展而不断发展。各种电子级环氧模塑料固化物的性能和应用如下：
7.1普通型
美国莫顿(Morton)公司首先推出邻甲酚醛环氧模塑料Polyset410B，属于普通型环氧模塑料。由于各模塑料生产厂家及研究机构不断研究提高，模塑料的性能已经有很大改进，尤其是可靠性及工艺成型性方面有很大提高。普通型环氧模塑料所用填料主要有两类：结晶型二氧化硅粉和熔融型二氧化硅粉。环氧模塑料的填料全部采用结晶二氧化硅微粉时。其性能特点是热导较高，线膨胀系数较大，成本较低。
主要用来封装分立器件如三极管、二极管和中小规模集成电路。其典型产品如：中科院化学所的KH4本住友的EME-1200系列、日东的MP-3500等。其主要典型性能见表21。中国环氧树脂行业协会()专家说，环氧模塑料的填料采用熔融二氧化硅微粉时，其性能特点是线膨胀系数小。热导率较低，成本相对较高。主要用于大规模集成电路及大尺寸分立器件。其典型产品如：中科院化学所的KH4本住友的EME-11东的HC-Ⅱ型。
7.2快速固化型
近年来，为了降低成本，提高劳动生产率，特别是出现了多柱头自动模具(AUTO-MOLD)封装之后，要求一个封装周期为30～50s，有的甚至要求缩短至20s左右。为了适应这种要求，研制生产出了快速固化型环氧模塑料。其性能特点为快速固化，凝胶化时间为13～18s。可以减少操作时间，还能保证产品的可靠性要求。
7.3无后固化型
为了提高劳动生产率，提高竞争力，要求不进行后固化，仍保证材料的耐湿性和耐热冲击性。为了适应这种要求，通过采用特殊的固化促进剂，研制生产出无后固化型环氧模塑料。
7.4高热导型
为了满足大功率分立器件、高热量器件、特别是全包封分立器件对热导的较高的要求，研制出了高热导型环氧模塑料。主要采用结晶型二氧化硅、氧化铝、碳化硅、氮化硅等高热导填料，应用高填充技术而制备的。其典型产品如：中科院化学所的KH45系列、日本住友的EME-5900HA、日东的MP-4000系列等。
7.6低a射线型
1978年Intel公司等人发现封装材料中的放射性元素放出的a射线，会使集成电路中存储的信息破坏，集成电路不能正常工作，产生软误差。塑封16M以上存储器时，由于放射a射线使器件产生软误差的问题会变得十分尖锐。放射性元素主要来自填充料SiO2。解决的方法一是寻找低铀矿石，另一种方法是合成硅粉。目前国外已有化学合成法制备的球形硅粉，产品铀含量在0.2×9以下，但价格较高。国外大规模生产的4MDRAM芯片封装材料的填料是用低铀矿石制备的熔融球形SiO也有采用聚酰亚胺表面钝化膜防止a射线影响芯片。
7.7低膨胀型:
由于集成电路向超大规模和特大规模集成电路的方向发展，集成度迅速增加，铝布线宽度越来越窄，芯片面积越来越大，外形向小型化、薄形化方向发展。安装方式由双列直插向表面安装(SMT)方向发展，封装形式从DIP向SOP(SOJ)、SSOP、QFP、TQFP方向发展，由于封装形式不同，对材料的性能要求也不尽相同。对环氧塑封料提出了更高的要求。若用传统的塑封料封装超大、特大规模集成电路，会明显影响塑封集成电路的可靠性。所以，为了满足超大、特大规模集成电路的封装要求，必须对环氧塑封料的配方进行重新设计，降低塑封料的线膨胀系数、降低熔融黏度、提高耐热性、提高耐潮性。中国环氧树脂行业协会()专家指出，目前低膨胀型模塑料广泛采用新型树脂体系，环氧树脂大部分采用联苯型环氧树脂(Biphenyl)及聚双环戊二烯型环氧树脂(DCPD)，其共同特点是熔融黏度很低，可以填充大量填料，而黏度不会有大幅提高。填充料采用熔融球形二氧化硅微粉，采用高填充技术，填充量可以达到85%以上，甚至达到90%以上，线膨胀系数可以降到(8～9)×6℃左右。由于广泛采用了新型的二氧化硅微粉界面处理技术，模塑料的耐潮性及耐热性都有很大提高。其典型产品如：中科院化学所的KH-950系列、日本住友的EME-7351系列产品。
7.8低翘曲型
伴随着半导体产品的高度集成化、高密度贴装的要求，各类集成电路的精密化程度越来越高，并且引脚数也在不断增加。在以往的四边扁平封装(QFP)装配时，由于引脚数增多，引脚间距变得越来越小，使得焊接变得非常困难，表面贴装时经常会发生故障，如散热问题、焊接连桥等，这些都是现行四边引脚封装所不易克服的缺陷。为了解决装配中的这些问题，美国Motorola公司在20世纪90年代开发出了新型的球栅阵列封装(BallGridArray)，简称BGA。这种封装概念源于美国Motorola公司OMPAC(Over—MoldedPadArrayCarrier)。
与PGA不同的是，BGA是用焊料球代替引脚，因而适合于表面安装。由于在封装外壳上焊料球呈阵列分布，与PLCC、QFP等封装的周边排列方式相比，BGA具有更高的输入和输出(I/O)密度。其突出优势是引脚更短，从印制电路板(PCB)到封装以及从外部I/O到器件焊点有最短的互连长度；其焊料球与PCB板的接点面积更大，引线间电容、引线电感特性良好，使电气性能得到提高。BGA无论是从组装的难易度以及组装面积的缩小还是到组装速度的高速化，都显示出较强的优势。根据JEDEC标准，BGA引脚节距有三种规格：1.5mm、1.27mm和1.00mm，引脚数可超过1000。从图12可以看出，当引脚数超过150pin时，BGA与QFP相比显示出了明显的优势。:W2[9Q*R!P9M4P
塑料封装球栅阵列(PBGA)是一种出现时间很短，但发展非常迅速，有很大应用前景的集成电路封装形式。这种新型的封装形式，对所用的环氧模塑料提出了新的、更高的性能要求。由于这种封装的不对称性，容易产生翘曲。所以要求塑封料具有低翘曲度，高粘接性能。多采用多官能团环氧树脂作为基体树脂，酚醛树脂为固化剂，叔胺为促进剂，熔融球形二氧化硅为填料，还有改性剂、阻燃剂、脱模剂、着色剂等组份组成。其性能特点是低膨胀、高Tg、高粘接强度、低翘曲率，国外很多厂家都已经研制出来，并且已经规模生产。其典型产品如：日本住友的EME-77中科院化学所KH960系列等。窗体顶端窗体底端
