2. 塑封工序简介
塑封（Molding）是QFN封装中决定器件可靠性、外观合格率及溢料缺陷的关键环节。本工序通过热固性树脂在高温高压下将键合完成的基岛、芯片及焊线整体包封，形成保护性塑封体。以下从工艺目的、主要流程及关键参数三个维度进行系统阐述。
2.1 塑封工艺的目的
| 目的维度 | 具体说明 |
|---|---|
| 机械保护 | 包裹芯片、焊线及基岛，防止后续切割、贴装及使用过程中的物理损伤 |
| 环境隔绝 | 阻隔湿气、盐雾、污染物及化学腐蚀，保障芯片长期可靠性 |
| 电气绝缘 | 提供焊线间、焊线与基岛之间的高阻抗绝缘层，防止短路 |
| 热管理辅助 | 塑封料（EMC）的导热系数影响器件散热路径，需匹配应用场景 |
| 外形标准化 | 形成统一的QFN外形尺寸与引脚布局，满足SMT贴装要求 |
工艺视角：塑封工序的“溢料”缺陷直接破坏上述所有目的——溢出的树脂会污染引线框架底面、堵塞引脚间隙，导致焊接不良、外观拒收及可靠性降级。因此，理解塑封流程与参数是控制溢料的前提。
2.2 主要流程
QFN塑封采用转移成型（Transfer Molding）工艺，典型流程分为三个阶段：预热、传递、固化。下图展示了塑封工序的核心流程与物料状态变化。
2.2.1 预热
- 目的：将固态EMC料饼加热至熔融态，降低粘度，同时去除吸附水分，防止气孔与溢料。
- 操作：料饼置于预热站，通过高频预热或热板接触加热，温度通常控制在 70~95°C。
- 溢料关联：预热不足导致EMC熔融不均，传递时局部高粘度引发异常压力，迫使树脂从分模面溢出。
2.2.2 传递
- 目的：将熔融EMC通过注塑口、流道、浇口注入模腔，完成对芯片、焊线及基岛的包封。
- 操作：液压柱塞以设定速度与压力推动料筒内EMC，经模具热流道系统填充型腔。
- 溢料关联：传递速度过快造成模腔内压力骤升，超过模具锁模力时即产生分模面溢料；传递压力过高则加剧溢料宽度与厚度。
2.2.3 固化
- 目的：使EMC中的环氧树脂与固化剂发生交联反应，形成三维网状结构，达到足够的机械强度与耐热性。
- 操作：模具保持设定温度（通常 165~185°C），塑封体在模内停留 60~180 秒完成固化。
- 溢料关联：固化时间不足或温度偏低，脱模时塑封体表层未完全硬化，易产生粘模、拉丝及二次溢料。
2.3 关键参数
下表列出塑封工序的核心工艺参数及其对溢料缺陷的影响方向，供工艺调试与质量管控参考。
| 参数类别 | 参数名称 | 典型范围 | 对溢料的影响 |
|---|---|---|---|
| 温度 | 模具温度 | 165 ~ 185 °C | 温度过高 → EMC固化加速 → 粘度上升快 → 填充阻力大 → 溢料风险增加 |
| 预热温度 | 70 ~ 95 °C | 预热不足 → 熔融不均 → 局部高压 → 溢料；预热过度 → 早期凝胶 → 填充不良 | |
| 压力 | 传递压力 | 6 ~ 15 MPa | 压力过高 → 模腔压力超锁模力 → 分模面溢料；压力过低 → 填充不足 → 气孔 |
| 锁模力 | ≥ 传递压力 × 投影面积 | 锁模力不足 → 模具被撑开 → 严重溢料（需定期校验） | |
| 时间 | 传递速度 | 2 ~ 8 mm/s | 速度过快 → 冲击压力峰值 → 溢料与冲丝；速度过慢 → 树脂提前固化 → 填充不足 |
| 固化时间 | 60 ~ 180 s | 时间不足 → 脱模时塑封体未硬化 → 粘模拉丝溢料 | |
| 材料 | EMC 螺旋流动长度 | 30 ~ 80 cm（依型号） | 流动性过高 → 易从模缝渗出 → 溢料；流动性过低 → 填充压力大 → 间接溢料 |
管控要点：溢料缺陷往往是“温度-压力-速度”三个参数组合失配的结果。建议在工艺验证阶段采用DOE（实验设计）方法，以溢料宽度≤50μm为目标，优化传递速度与模具温度的交互作用。
2.4 塑封工艺与溢料缺陷的关联模型
下图从系统角度展示塑封工艺参数、设备状态与溢料缺陷之间的因果关系，帮助建立全局管控思维。
常见误区：仅关注传递压力而忽略模具温度与锁模力的匹配。实际案例表明，当模具温度偏高5°C时，即使传递压力在规格内，溢料发生率仍可能上升30%以上。参数管控必须系统化，不可孤立调整单一变量。