塑封模CAD系统中的温度补偿方法.pdf

本发明涉及微电子技术领域中一种塑封模设计制造中的温度补偿方法，特别涉及一种用于集成电路封装模具设计制造的塑封模CAD系统中的温度补偿方法。解决了如果不考虑温度补偿模具无法解决高温工作形变问题以及手工计算效率低下的缺陷。塑封模CAD系统中的温度补偿方法，其特征是包括以下步骤：在通用auto CAD软件环境下，首先根据引线框架在常温下的状态设计塑封模型腔图形，图形绘制完成后调用并运行温度补偿程序，根据成型温度和采用的引线框架和模具材料，得到温度补偿系数，最后根据系数放大塑封模型腔图形。所述的温度补偿系数可由下面公式得到：Kmy＝Lm/Ly＝[1+Ky×(T1－T0)]/[1+Km×(T1－T0)]。主要用于集成电路封装模具设计制造的塑封模CAD系统中的温度补偿。

1、  塑封模CAD系统中的温度补偿方法，其特征是包括以下步骤：在通用auto CAD软件环境下，首先根据引线框架在常温下的状态设计塑封模型腔图形，图形绘制完成后调用并运行温度补偿程序，根据成型温度和采用的引线框架和模具材料，得到温度补偿系数，最后根据系数放大塑封模型腔图形。

2、  根据权利要求1所述的塑封模CAD系统中的温度补偿方法，其特征是所述的温度补偿系数可由下面公式得到：K_my＝L_m/L_y＝[1+K_y×(T₁-T₀)]/[1+K_m×(T₁-T₀)′]。

塑封模CAD系统中的温度补偿方法
技术领域：本发明涉及微电子技术领域中一种塑封模设计制造中的温度补偿方法，特别涉及一种用于集成电路封装模具设计制造的塑封模CAD系统中的温度补偿方法。
背景技术：
封装是集成电路生产中的一个重要地环节，所谓封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界和外部电路的桥梁，即芯片的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印制板上的导线与其它器件建立连接。塑料封装技术问世于二十世纪六十年代中期，很快就取代了金属封装和陶瓷封装，成为集成电路封装的主流技术。塑封模封装产品的成型原理是，在合模状态下，将预热到130℃左右的改性环氧树脂料饼放入模具加料腔，在塑封压机外加载荷的作用下，熔融状态的树脂料迅速通过流道、浇口注入各处型腔，经升温、保压、补缩、固化后成型产品。
在一般情况下，模具的生产加工都是在常温下下进行的。然而，模具在实际工作时，往往其工作温度(170℃～180℃左右)远高于室温。这就直接影响到模具的设计和制造。因为塑封模常常是一模具有几百型腔，甚至超过一千型腔，如果在室温下设计与加工的模具型腔尺寸能够符合产品图纸的要求，而在高温工作下，由于引线框架即塑封件的骨架与模具材料不同，其热膨胀系数也不一致，从而使得引线框架与模具的热膨胀量就不一样，最终影响到塑封件的成型尺寸。虽然热膨胀系数并不大，但是对于一模几百腔或上千腔的塑封模，由于塑封模模具较大，塑封件精度要求往往又很高，所以，在常温设计模具型腔尺寸时，一定要考虑到不同引线框架和不同模具材料的热膨胀系数的换算关系。这是塑封模设计与制造是否成功的关键。如果热膨胀系数考虑不当，就会造成模具设计的最终失败。
传统的温度补偿方法是将模具的型腔尺寸以常温时的尺寸算出，然后再分别乘以高温下热膨胀的转换系数。不仅工作效率低，而且计算繁琐容易出错。如果有八百个型腔，每个型腔的尺寸都要分别计算出来，可想而知，计算工作量有多么大。因此，塑封模模具生产对塑封模CAD系统提出的一个具体要求就是，要具有一个高速快捷的换算方法来解决这个问题。
发明内容：
本发明需要解决的技术问题是：加快塑封模模具的设计时间、提高模具设计的成功率、提供一种在塑封模CAD系统中可以调节引线框架和模具材料膨胀量的塑封模CAD系统中的温度补偿方法。
温度补偿的数学模型：现在推导对引线框架与模具之间不同热膨胀进行补偿的计算公式。设常温温度为T₀，一般取摄氏20度，塑封成型温度为T₁，引线框架材料的热膨胀系数为K_y，模具材料的热膨胀系数为K_m，在常温下引线框架的尺寸是已经确定的，定为L_y，由于热膨胀的缘故，在塑封成型温度下该尺寸发生变化，假设该尺寸变成为L_yT，那么根据物理学关于计算热膨胀的公式可以得到：
L_yT＝L_y×[1+K_y×(T₁-T₀)]                          (1)
设成型温度下模具的相应尺寸为：L_mT，室温下模具的相应尺寸为L_m。因为在成型温度下相应的模具尺寸应该与引线框架尺寸保持一致，即
L_mT＝L_yT                                          (2)
与公式(1)类似，我们有成型温度下模具相应尺寸
L_mT＝L_m×[1+K_m×(T₁-T₀)]                          (3)
在室温下模具的相应尺寸为
L_m＝L_mT/[1+K_m×(T₁-T₀)]                           (4)
将式(1)和(2)代入式(4)，得到常温下模具尺寸L_m与引线框架尺寸L_Y之间的关系
L_m＝L_y×[1+K_y×(T₁-T₀)]/[1+K_m×(T₁-T₀)]           (5)
如果我们定义温度补偿系数
K_my＝L_m/L_y＝[1+K_y×(T₁-T₀)]/[1+K_m×(T₁-T₀)]       (6)
那么L_m＝K_my×L_y                                   (7)
本发明的技术方案为：塑封模CAD系统中的温度补偿方法，包括以下步骤：在通用autoCAD软件环境下，首先根据引线框架在常温下的状态设计塑封模型腔图形，图形绘制完成后调用并运行温度补偿程序，根据成型温度和采用的引线框架和模具材料，得到温度补偿系数，根据系数放大塑封模型腔图形。其中编程选用通用auto CAD软件内嵌人工智能语言Auto Lisp编程，人机交互对话采用DCL对话框。
本发明的有益效果是：使用本发明，可保证模具高温使用状态下的尺寸补偿，提高模具设计的成功率。用户可以彻底摆脱人工计算温度补偿工作的繁琐过程，加快塑封模模具的设计时间。
附图说明：
附图为本发明流程框图
具体实施方式：
集成电路塑封模常用的模具材料及上料装置材料热膨胀系数见表1：
表1