IC-Verpackungsformen CNC-Bearbeitung für die Halbleiterindustrie

A. Was sind IC-Verpackungsformen?

IC-Verpackungsformen sind Präzisionsstahlwerkzeuge, die bei der Halbleiterverpackung verwendet werden, um integrierte Schaltkreise in schützende Kunststoff- oder Epoxidverbundmaterialien einzukapseln. Diese Formen bestehen aus Kavitätenblöcken, Schließrahmenbaugruppen, Auswerferplatten und Auswerfersystemen, die unter hoher Temperatur und hohem Druck zusammenarbeiten, um einheitliche Gehäusegeometrien zu bilden. IC-Verpackungsformen, die in Transferpressen, Formpressen und fortschrittlichen Verpackungslinien eingesetzt werden, müssen exakte Hohlraumabmessungen, glatte Oberflächen und präzise Anschnittkonfigurationen liefern, um fehlerfreie Gehäuse über Millionen von Formzyklen hinweg zu produzieren und gleichzeitig eine strenge Abmessungskontrolle für QFN-, BGA-, SIP- und andere Gehäuseformate zu gewährleisten.

B. Wichtige technische Anforderungen

Formen für IC-Gehäuse erfordern außergewöhnliche Präzision und thermische Stabilität. Maßtoleranzen von ±0,0005″ bis ±0,001″ sind Standard, um sicherzustellen, dass die Abmessungen des Gehäuses den Spezifikationen entsprechen. Die Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit sind kritisch, wobei Ra 4-8 Mikrozoll für die Kavitätenoberflächen erforderlich sind, um eine saubere Entnahme der Teile zu ermöglichen und Oberflächenfehler an den geformten Gehäusen zu vermeiden.

Die Materialspezifikationen erfordern Werkzeugstähle mit einer Härte von 28-52 HRC je nach Anwendung, die ein optimales Gleichgewicht zwischen Bearbeitbarkeit, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit bieten. Die thermische Stabilität ist von entscheidender Bedeutung, da die Formen während der Formungszyklen bei Temperaturen zwischen 175-180°C arbeiten. Die Werkstoffe müssen die Maßgenauigkeit über Tausende von Wärmezyklen hinweg beibehalten, ohne sich zu verformen oder Risse zu bekommen.

Ebenheits- und Parallelitätsvorgaben zwischen den Trennflächen innerhalb von 0,0002″ gewährleisten ein ordnungsgemäßes Schließen der Form und verhindern Gratbildung. Anschnitt- und Angussdesigns erfordern präzise Abmessungen und glatte Übergänge, um den Materialfluss zu steuern. Entlüftungskanäle, die in der Regel 0,001-0,002″ tief sind, ermöglichen das Entweichen eingeschlossener Luft, ohne Gratbildung zu verursachen. Oberflächenbehandlungen wie Nitrieren, PVD-Beschichtungen oder Polieren verbessern die Lebensdauer der Form und die Entformungseigenschaften.

C. Herausforderungen und Lösungen bei der Herstellung

Die Herstellung von IC-Gehäusewerkzeugen ist mit erheblichen Herausforderungen verbunden, wie z. B. dem Erreichen spiegelglatter Kavitätenoberflächen ohne Werkzeugabdrücke oder Oberflächendefekte, der Bearbeitung komplexer Gehäusegeometrien mit Hinterschneidungen und feinen Merkmalen sowie der Aufrechterhaltung präziser Maßverhältnisse zwischen mehreren Kavitäten in Mehrkavitätenwerkzeugen. Die Materialhärte nach der Wärmebehandlung erschwert die Endbearbeitung. Thermische Stabilität während der Bearbeitung verhindert Verformungen, die die Genauigkeit der Kavität beeinträchtigen würden.

Yicen Precision begegnet diesen Herausforderungen mit strategischer Hochgeschwindigkeits-CNC-Bearbeitung mit Kugelkopffräsern und speziellen Werkzeugwegen, die direkt aus der Bearbeitung heraus hervorragende Oberflächengüten erzeugen. Unsere 5-Achsen-Fähigkeiten ermöglichen komplexe Hohlraumgeometrien bei minimalen Aufspannungen. Erodiervorgänge ermöglichen präzise Detailarbeit für scharfe Ecken, feine Merkmale und Bereiche, die für Schneidwerkzeuge unzugänglich sind.

Wir setzen bewährte Wärmebehandlungssequenzen mit Spannungsentlastung zwischen Schrupp- und Schlichtbearbeitungen ein, um den Verzug zu minimieren. Das Präzisionsschleifen der Trennflächen gewährleistet die Einhaltung der Spezifikationen für Ebenheit und Parallelität. Hochentwickelte Poliertechniken, einschließlich Diamantpaste und Ultraschallverfahren, sorgen für spiegelblanke Oberflächen. Unsere umfassende Qualitätskontrolle umfasst eine CMM-Inspektion mit detaillierter Überprüfung der Hohlraumabmessungen, Oberflächenprofilometrie zur Validierung der Oberflächengüte und die Koordination von Formversuchen zur Überprüfung der Gussleistung. Eine vollständige Dokumentation unterstützt die laufende Produktion und künftige Modifikationen der Form.

D. Anwendungen und Anwendungsfälle

Die von Yicen Precision hergestellten Präzisionsformen für das IC-Packaging spielen eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Halbleitern:

• QFN/DFN-Gehäuseformung - Vierfache flache No-Lead- und zweifache flache No-Lead-Gehäuseformen
• BGA-Gehäuse-Produktion - Ball-Grid-Array-Werkzeuge für Flip-Chip- und Wire-Bond-Baugruppen
• SOIC/SOP-Gießen - Formen für integrierte Schaltungen mit kleinem Grundriss
• Leistungsmodul-Verpackung - Formen für die Verkapselung von Hochleistungsgeräten mit Wärmemanagement
• System-in-Package (SiP) - Multidie-Package-Werkzeuge für integrierte Systeme
• Fortschrittliche Verpackung - Fan-out-Wafer-Level-Package (FOWLP) und Panel-Molding-Werkzeuge
• Kfz-Elektronik - Robuste Gehäuseformen für Komponenten in Automobilqualität

E. Warum sollten Sie Yicen Precision für IC-Verpackungsformen wählen?

Yicen Precision verfügt über spezielles Fachwissen im Bereich der Halbleiterverpackungswerkzeuge und des Formenbaus. Unser Ingenieurteam arbeitet mit Ihren Verpackungsingenieuren zusammen, um die Werkzeugkonstruktion durch umfassende DFM-Analysen zu optimieren. Wir bewerten Anschnittpositionen, Entlüftungsstrategien, Auswerfersysteme und Kavitätenlayouts, um die Formbarkeit zu verbessern, die Zykluszeit zu reduzieren und die Verpackungsqualität zu erhöhen.

Unsere Kapazitäten für den Übergang vom Prototyp zur Produktion unterstützen die anfängliche Formenvalidierung bis hin zur Herstellung von Großserienwerkzeugen. Schnelle Durchlaufzeiten, in der Regel 3 bis 5 Wochen für Standardformblöcke, je nach Komplexität, sorgen für eine termingerechte Produkteinführung. Wir bieten vollständige Materialzertifizierungen und Wärmebehandlungsdokumente, die die Einhaltung der Qualitätsstandards für Halbleiterverpackungen gewährleisten.

Kostengünstige Lösungen ergeben sich aus effizienten Bearbeitungsstrategien, optimierter Werkzeugstahlauswahl und Konstruktionsverfeinerung, ohne dass die von Ihren Verpackungsprozessen geforderte Präzision der Kavitäten und Oberflächenqualität beeinträchtigt wird. Unsere Wartungs- und Reparaturdienste für Formen verlängern die Lebensdauer der Werkzeuge durch Aufarbeitung, Nachpolieren und Modifikation. Ganz gleich, ob Sie Prototypenwerkzeuge mit nur einer Kavität oder Produktionswerkzeuge mit mehreren Kavitäten benötigen, Yicen Precision liefert die Zuverlässigkeit und Präzision, die den Verpackungsertrag steigert. Fordern Sie eine technische Beratung an, um Ihre spezifischen Anforderungen an IC-Verpackungsformen zu besprechen.