一种环氧塑封料强度特性测试方法技术

本发明专利技术公开了一种环氧塑封料强度特性测试方法，属于半导体封装材料技术领域，将环氧塑封料通过模具制成测试样块，然后放入到测试基座上进行锁螺丝操作，观察样块是否开裂，然后进行多次平行试验，所得测试结果与实际器件锁螺丝安装时的开裂情况一致，可作为环氧塑封料生产的管控标准，以避免不满足强度要求的环氧塑封料流入下游造成更大的损失。氧塑封料流入下游造成更大的损失。氧塑封料流入下游造成更大的损失。

【技术实现步骤摘要】
一种环氧塑封料强度特性测试方法


[0001]本专利技术属于半导体封装材料领域，涉及到一种测试材料强度特性的方法，具体指用于半导体器件的环氧塑封料的测试方法。
[0002]
技术介绍

[0003]近年来，人们对汽车电子和消费电子的需求量增大，带动了上游半导体产业的迅速发展。环氧模塑料作为电子元器件的重要组成部分，市场前景十分可观。环氧塑封料在电子元器件中起机械支撑、保护芯片等作用，塑封料的机械强度是其重要特性之一。
[0004]对于部分大本体封装外形的器件，安装使用时需要锁螺丝固定，如TO247、TO220F、GBU、KBJ等。这类封装外形的器件对环氧塑封料的强度有较高的要求，强度不足时会出现器件安装固定过程中本体开裂的情况，直接导致器件报废。国标GB/T 40564
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2021规定了一些测试环氧塑封料强度特性的方法，主要有弯曲强度测试和冲击强度测试两种。但上述两种测试方法得到的强度结果无法准确表征锁螺丝过程时本体的开裂情况，即测试结果与实际开裂情况对应性不强。
[0005]此类器件在实际上板锁螺丝过程中会因不同的使用环境和使用要求而采用不同的扭力值，如果器件强度不满足电动螺丝刀设定扭力将导致器件破裂报废；同时由于器件不同的功能要求对包封材料有不同的特性要求，而不同特性的环氧塑封料本身的强度存在明显差异。基于上述特殊性，需在生产时对环氧塑封料的强度特性做特殊管控，以避免不满足强度要求的环氧塑封料流入下游造成更大的损失。
[0006]如上所述，环氧塑封料的强度特性必须满足器件安装上板时的要求，但现有的强度测试方法无法准确表征本体的开裂情况，本专利将介绍一种测试环氧塑封料强度特性的方法以满足上述要求。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种环氧塑封料强度特性的测试方法， 具体的技术方案如下：步骤一：将环氧塑封料制成多个测试样块，进行平行试验；步骤二：选择步骤一中的一个测试样块放置于带螺丝孔测试基座上；步骤三：使用预设扭力值的电动螺丝刀对待测样块进行锁螺丝操作；步骤四：观察样块是否开裂并记录样块破裂情况和对应的扭力值；步骤五：选择另外的测试样块进行平行试验，重复操作步骤二到步骤四，根据样块在设定扭力值下的破裂比例判断产品强度合格情况，若在设定扭力值下出现至少一个样本破损，则产品不合格，反之则为合格。
[0008]在上述测试方法中，可以在步骤四的基础上，若待测样块破裂，则记录此扭力值作为样块所能承受的极限扭力值；若样块未破裂，继续增大电动螺丝刀的扭力值进行锁螺丝操作，直至样块破裂，并记录最终扭力值作为样块所能承受的极限扭力值，然后重复上述步
骤，得到多组平行结果，平均之后即为该材料所能承受极限扭力值。此方法可输出不同材料对应扭力值，能对比不同材料的强度大小；即上述扭力值越大则材料强度越高。
[0009]所得测试结果与实际器件锁螺丝安装时的开裂情况一致，可作为环氧塑封料生产的管控标准，以避免不满足强度要求的环氧塑封料流入下游造成更大的损失，其中样块开裂情况包括样块表面裂痕、样块断裂、样块破碎等任何肉眼可观察到的外观损坏。
[0010]优选的，所述步骤一中将环氧塑封料制成测试样块的方法为：将环氧塑封料放注入注塑模具中注塑成型，经过固化得到测试样块。
[0011]优选的，所述注塑模具的容量为50
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80g。
[0012]过程中的模压机将环氧塑封料在模具中注塑成型然后固化。模压机的成型参数为同行所熟知的环氧塑封料成型参数，包括合模压力、转进压力、模温、固化时间等。
[0013]优选的，所述注塑模具为导热性良好的金属材质模具，模具包括多个型腔和多个进胶通道；多组型腔完全相同，保证单次注塑可制备出的多组样块完全一致以供测试用。多个型腔均设有双进胶口和多排气槽，保证不同特性尤其是不同流动性的环氧塑封料进胶和排气顺畅，避免进胶不足或排气不畅导致的样块填充不足或气孔问题从而影响测试结果的准确性。并且多个型腔设计的一批测试样块相同更加有利于实验结果的稳定性和准确性。
[0014]优选的，所述步骤一中的测试样块形状为立方体，截面为矩形的厚片，矩形边长为8
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20mm，厚度为1
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4mm。矩形外形设计保证样块锁螺丝时能固定于基座的凹槽中，相比较圆形外形在锁螺丝过程中样块会随之转动影响测试。
[0015]优选的，所述矩形边长为10
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15mm，厚度为2
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3mm。
[0016]结合实际使用和保证样块成品率，矩形边长设为8.0~20.0 mm，优选为10.0~15.0 mm；厚度是影响样块锁螺丝强度的关键指标之一，结合实际使用要求设定范围1.0~4.0mm，优选为2.0~3.0 mm；厚片中间设有圆形通孔用于穿螺丝，通孔直径根据厚片边长确定，通孔直径过大导致样块强度不足，通孔直径过小影响螺丝穿入，厚片边长与通孔直径的比值应保持在2~3之间；测试样块应无气孔无缺角，否则此样块应舍弃以保证测试结果准确性。
[0017]优选的，所述步骤二中的测试基座为带内螺纹的通孔金属板，通孔设计可将测试过程可能产生的粉尘从孔下方排出，避免粉末堵塞螺丝孔，所述通孔中心间距为30
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80mm，优选为40.0~50.0 mm；通孔周围有矩形凹面，用于放置待测样块，保证测试样块在测试过程中位置不会移动，凹面尺寸依待测样块确定，如上所述，矩形边长为8.0~20.0 mm，优选为10.0~15.0 mm；凹面深度为1.0~4.0 mm，优选为2.0~3.0 mm；凹面侧面设有弧面，便于样块的取放。
[0018]优选的，所述矩形凹面上设有凹道，可放置钢丝来模拟实际安装过程中基板不平整的情况；凹道位于螺丝孔右侧，形状为圆弧形；凹道深度为0.05~0.20 mm，优选为0.1~0.15mm；所述钢丝的断面为圆形，直径为0.1~0.5 mm，优选为0.3~0.4mm，钢丝具有一定的强度保证测试过程不被挤压变形。
[0019]步骤三中，扭力值一般为0.1~2.0 N
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m，优选为0.3~0.6 N
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m，锁螺丝操作方法是将测试样块置于测试基座的凹面上，样块中孔与基座通孔对准，用电动螺丝刀以预设扭力将测试样块锁于基座上。
[0020]锁螺丝操作中使用的螺丝为十字槽盘头螺丝。
[0021]优选的，所述步骤五中的平行测试次数为15
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20次，这个次数基本上具有很好的样
本数据可信度。
[0022]本专利技术的有益效果：提供一种环氧塑封料强度特性的测试方法，在反映器件锁螺丝过程中本体开裂现象时，比现行国标中强度特性测试方法的对应性更强。该测试方法实际操作过程简单快捷，环氧塑封料生产时可根据此方法进行管控，以避免不满足强度要求的环氧塑封料流入下游造成更大的损失。
附图说明
[0023]图1为本实施例中测试样块的示意图。
[0024]图2为本实施例中测试基座的示意图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环氧塑封料强度特性测试方法，具体步骤如下：步骤一：将环氧塑封料制成多个测试样块，进行平行试验；步骤二：选择步骤一中的一个测试样块放置于带螺丝孔测试基座上；步骤三：使用预设扭力值的电动螺丝刀对待测样块进行锁螺丝操作；步骤四：观察样块是否开裂并记录样块破裂情况和对应的扭力值；步骤五：选择另外的测试样块进行平行试验，重复操作步骤二到步骤四，根据样块在设定扭力值下的破裂比例判断产品强度合格情况，若在设定扭力值下出现至少一个样本破损，则产品不合格，反之则为合格。2.根据权利要求1所述的一种环氧塑封料强度特性测试方法，其特征在于：所述步骤一中将环氧塑封料制成测试样块的方法为：将环氧塑封料放注入注塑模具中注塑成型，经过固化得到测试样块。3.根据权利要求2所述的一种环氧塑封料强度特性测试方法，其特征在于：所述注塑模具的容量为50
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80g。4.根据权利要求2所述的一种环氧塑封料强度特性测试方法，其特征在于：所述注塑模具为导热性良好的金属材质模具，模具包括多个型腔和多个进胶通道；多组型...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泽亮，王殿年，杨春梅，段嘉伟，林建彰，
申请(专利权)人：昆山兴凯半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：