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技術(shù)文章
塑封模具選材及熱處理工藝
點擊次數(shù)：9871 發(fā)布時間：2012-6-20
隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展給了眾多電子模具制造商充分的機會，作為半導(dǎo)體行業(yè)，在吸收世界*半導(dǎo)體設(shè)備制造商的成功經(jīng)驗后，更是取得了突飛猛進的發(fā)展。*的模具結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的制造工藝，專業(yè)的模具選材是半導(dǎo)體行業(yè)塑封模具立足市場的根本，也是贏得客戶的關(guān)鍵，了解和掌握塑封模具選材及熱處理工藝，是模具制造者與使用者共同的目的。本著以質(zhì)取勝的原則，我們對模具的內(nèi)在品質(zhì)更加看重，并不斷吸收*技術(shù)，完善處理手段。下面主要談?wù)勊芊饽＞卟牧虾蜔崽幚硎侄紊系膸c認識。
塑封模具對材料性能的要求
塑封模具是一種低溫熱作、多腔位熱固性擠塑模具，受工作環(huán)境和封裝產(chǎn)品特點的影響，制作模具的核心鑲件材料必須具有以下特性：
剛性
塑封模具，承受著幾十噸的合模壓力必然需要足夠的強度支撐，一般認為必須獲得HRC50以上的硬度。
耐磨損性
鑲件不斷地與含有石英砂的塑料相接觸、摩擦。必須擁有良好的耐磨損性，甚至在某些特定部位（如澆口等）要通過鑲?cè)胗操|(zhì)合金拼塊來保證耐磨性。
耐壓痕性
耐壓痕是指鑲件表面與可能殘余的塑料在合模時產(chǎn)生壓痕的可能性大小，如耐壓痕性差則易于產(chǎn)生壓痕并不斷地越積越多，造成鑲件失效，模具溢料。通常認為在HRC62以上時，方可保證耐壓痕性。
尺寸穩(wěn)定性
這是塑封模具重要特性之一。塑封模具是一種高精密模具，其尺寸精度在±0.002mm范圍內(nèi)，同時要保證高的尺寸穩(wěn)定性，一般要求在經(jīng)過-140℃<=>200℃，6次循環(huán)后其尺寸變化率在±10×10-6范圍之內(nèi)。通常采用多次深冷處理與高溫回火來消除殘余奧氏體，保證尺寸穩(wěn)定。
良好的清模性
由于塑封模的工作頻率很高，不好的清模性會造成型腔污損，產(chǎn)品產(chǎn)生廢次品，因而必須通過提高型腔材料的耐蝕性，來提高清模性，并通過一些必要的表面處理。
優(yōu)良的放電加工性和鏡面加工
塑封模具多采用放電加工，隨著激光打印的需要，型腔的表面粗糙度由原先的Ra1.6~Ra2.4μm向Ra1.2~Ra0.8μm發(fā)展，優(yōu)良的放電加工性可以保證在細亞光面情況下，型腔均勻無亂紋，這就需要材料有好的放電加工性。通過電渣重熔冶煉法去除鋼中雜質(zhì)后的材料，不但達到放電加工使用要求，而且可以通過磨削達到鏡面。
耐腐蝕性
鑲件與塑料直接接觸，與易于裂解的塑料反應(yīng)產(chǎn)生腐蝕，這就要求材料具有良好的耐蝕性，并且通過表面電鍍來改善耐腐蝕性。
塑封模具材料的發(fā)展歷程和方向
作為塑封模具的材料，必須具有上述特點。國內(nèi)外模具制造商都從自己的發(fā)展過程驗證了這一點，并不斷地使其完善，尋找更加優(yōu)良的材料。
從半導(dǎo)體行業(yè)塑封模具材料的發(fā)展過程中我們可以看到，在上個世紀70年代末，我們zui早使用的CrWMn具有一定的強度和抗蝕性，但隨著模具技術(shù)要求的不斷提升，我們也在不斷地改進模具材料。
為了提高模具的耐蝕性，我們開始采用了不銹鋼系列的9Cr18材料，進而兼顧耐磨損性，而使用了440C。同樣為了提高耐磨損性，我們使用了D2鋼、ASP23、高速鋼和硬質(zhì)合金。在通過與世界半導(dǎo)體模具制造商的交流合作過程中，現(xiàn)階段半導(dǎo)體行業(yè)更多地采用具有優(yōu)良耐蝕性和耐磨損性集合的SAM97（C1.2—Cr17）和ELmax，更使半導(dǎo)體行業(yè)塑封模具精品化。
塑封模具對材料性能的要求
塑封模具是一種低溫熱作、多腔位熱固性擠塑模具，受工作環(huán)境和封裝產(chǎn)品特點的影響，制作模具的核心鑲件材料必須具有以下特性：
剛性
塑封模具，承受著幾十噸的合模壓力必然需要足夠的強度支撐，一般認為必須獲得HRC50以上的硬度。
耐磨損性
鑲件不斷地與含有石英砂的塑料相接觸、摩擦。必須擁有良好的耐磨損性，甚至在某些特定部位（如澆口等）要通過鑲?cè)胗操|(zhì)合金拼塊來保證耐磨性。
耐壓痕性
耐壓痕是指鑲件表面與可能殘余的塑料在合模時產(chǎn)生壓痕的可能性大小，如耐壓痕性差則易于產(chǎn)生壓痕并不斷地越積越多，造成鑲件失效，模具溢料。通常認為在HRC62以上時，方可保證耐壓痕性。
尺寸穩(wěn)定性
這是塑封模具重要特性之一。塑封模具是一種高精密模具，其尺寸精度在±0.002mm范圍內(nèi)，同時要保證高的尺寸穩(wěn)定性，一般要求在經(jīng)過-140℃<=>200℃，6次循環(huán)后其尺寸變化率在±10×10-6范圍之內(nèi)。通常采用多次深冷處理與高溫回火來消除殘余奧氏體，保證尺寸穩(wěn)定。
良好的清模性
由于塑封模的工作頻率很高，不好的清模性會造成型腔污損，產(chǎn)品產(chǎn)生廢次品，因而必須通過提高型腔材料的耐蝕性，來提高清模性，并通過一些必要的表面處理。
優(yōu)良的放電加工性和鏡面加工
塑封模具多采用放電加工，隨著激光打印的需要，型腔的表面粗糙度由原先的Ra1.6~Ra2.4μm向Ra1.2~Ra0.8μm發(fā)展，優(yōu)良的放電加工性可以保證在細亞光面情況下，型腔均勻無亂紋，這就需要材料有好的放電加工性。通過電渣重熔冶煉法去除鋼中雜質(zhì)后的材料，不但達到放電加工使用要求，而且可以通過磨削達到鏡面。
耐腐蝕性
鑲件與塑料直接接觸，與易于裂解的塑料反應(yīng)產(chǎn)生腐蝕，這就要求材料具有良好的耐蝕性，并且通過表面電鍍來改善耐腐蝕性。
塑封模具材料的發(fā)展歷程和方向
作為塑封模具的材料，必須具有上述特點。國內(nèi)外模具制造商都從自己的發(fā)展過程驗證了這一點，并不斷地使其完善，尋找更加優(yōu)良的材料。
從半導(dǎo)體行業(yè)塑封模具材料的發(fā)展過程中我們可以看到，在上個世紀70年代末，我們zui早使用的CrWMn具有一定的強度和抗蝕性，但隨著模具技術(shù)要求的不斷提升，我們也在不斷地改進模具材料。
為了提高模具的耐蝕性，我們開始采用了不銹鋼系列的9Cr18材料，進而兼顧耐磨損性，而使用了440C。同樣為了提高耐磨損性，我們使用了D2鋼、ASP23、高速鋼和硬質(zhì)合金。在通過與世界半導(dǎo)體模具制造商的交流合作過程中，現(xiàn)階段半導(dǎo)體行業(yè)更多地采用具有優(yōu)良耐蝕性和耐磨損性集合的SAM97（C1.2—Cr17）和ELmax，更使半導(dǎo)體行業(yè)塑封模具精品化。