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研究生: 廖祐慶
Liaw, Yow-ching
論文名稱: 降低環氧樹脂封裝材料內金屬粒子之研究
A Research on Reducing Metal Particles in Epoxy Molding Compound
指導教授: 周榮華
Chou, Jung-Hua
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 工程科學系碩士在職專班
Department of Engineering Science (on the job class)
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 102
中文關鍵詞: 居里溫度同極相向永久磁鐵
外文關鍵詞: Curie point, HVOF
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  • 隨著電子產品輕、薄、短、小的需求,腳數也朝向高密度化發展,所以導線架腳與腳之間隙尺寸越趨微小,故對於封裝材料內所包含的金屬含量及最大幾何尺寸的要求日益嚴苛,因此本研究探討降低環氧樹脂封裝材料內金屬含量及金屬最大幾何尺寸的方法,首先對於已存在的金屬如何從粉體中分離出來,探討同極相向永久磁鐵在製作上與使用上之磁力影響因子。從實驗的結果發現,欲提高磁力必需縮小磁極氣隙尺寸,並了解改變氣隙尺寸對於磁通密度的影響程度。另外增大磁棒的外徑尺寸也可增加磁通密度,比較大小磁棒在離開表面若干距離後磁通密度差異量,發現在磁棒表面位置上,大小磁棒的磁通密度值會因磁飽和問題致大小磁棒差異不大,但隨著離開表面距離增大後大小磁棒在相同量測位置上磁通密度值差異越大。由於實際在製程中,初期係由磁棒表面吸除磁性物質,但隨著連續生產時間的增加磁棒表面磁性物質也越來越厚,在未停機清掃磁性物質的情況下,使用大磁棒有較佳的去除效果。第二點是探討強力磁棒在使用上,環境溫度影響磁通密度的程度,從實驗中發現溫度越高磁通密度越下降,當高於居里溫度以上時磁通密度會產生不可逆損失,經過幾次升溫回溫後最後將導致所有磁力全部喪失,最後探討如何預防粒子金屬發生,即將材料施以表面處理並製作不同樣品實施耐磨耗實驗,得到材料耐磨耗性之比較 ,以降低金屬的發生量。

    With the demand of electronic products to be light , thin , short and small , the pitch of lead frame moves to high density 。 In other words, the gap between the pin becomes considerably smaller . So, the number density and size of metal particles embedded in the epoxy molding compound (EMC) become very tight . This research explores ways to reduce the percentage and size of the largest metal particles in the EMC in three phases。
    Firstly, the removed of metal particles from powder with permanent magnet is investigated。The results show that the magnetic force increases the clearance of magnetic pole decrease。 Also increasing the external diameter of the bar magnet can increase the magnetic flux density except in the region close to the surface of the magnet。Namely, by using a big bar magnet,we can get better improvement in metal content when the adhered metal thickness on surface getting thick, because we can not clean the magnet bar frequently in a continuous production process。
    Secondly, the magnetic flux density decreases when the environment temperature increases and vice versa,the magnetic force will not recover when the environment temperature is higher than the Curie point。Due to irreversible process, the magnetic force will become zero when the temperature cycles repeatedly over the Curie point。
    Finally,the surface coated with WC-12Co by HVOF gives better wear-resistance capabilities。

    目錄 第一章 緒論1 1.1研究動機1 1.2研究目的2 1.3研究範圍與重要性2 第二章文獻回顧4 2.1靜磁理論4 2.2永久磁鐵4 2.3材料磨耗破壞5 2.3.1磨耗概論5 2.3.2材料的磨耗破壞機制及外觀特徵6 2.3.3材料磨耗破壞與本研究的關連性9 2.4材料表面耐磨耗處理10 2.4.1火焰噴塗11 2.4.2高速火焰噴塗11 2.4.3電漿噴塗11 2.4.4爆震噴塗12 2.4.5耐磨耗表面噴塗粉末材料12 第三章環氧樹脂封裝材料金屬發生源及形態13 3.1 前言13 3.2 環氧樹脂封裝材料金屬的發生原因及磨耗型態13 3.2.1 粉體顆粒對設備的沖蝕磨耗14 3.2.2 反覆衝擊產生疲勞造成表面金屬剝落15 3.2.3 犁割磨耗產生金屬16 3.2.4 化學腐蝕磨耗17 3.2.5 其他路徑混入金屬18 第四章 環氧樹脂封裝材料金屬除去方法20 4.1 前言20 4.2 金屬的型態20 4.2.1依金屬裸現的型態區分20 4.2.2依金屬形狀區分21 4.3 磁鐵製作上影響磁力大小的要因探討22 4.3.1距離磁極表面上方各點磁通密度衰減量實驗與結果討論22 4.3.2同極對接磁鐵之氣隙改變對於表面磁通密度變化實驗與結果討論24 4.4 磁鐵使用上影響磁力大小的要因探討25 4.4.1使用上環境溫度對磁鐵磁力大小的影響25 4.4.2 高溫環境使用時磁鐵磁通密度衰減相關實驗26 4.4.3 低溫環境使用時磁鐵磁通密度探討27 第五章 磨耗率與磨耗實驗30 5.1 前言30 5.2 磨耗率的定義30 5.3 不同表面處理材料的磨耗試驗30 第六章 結論與建議34 參考文獻38 自述102 表目錄 表2.3.1 磨耗分類(DIN50320) 42 表4.3.1 ψ25mm磁棒高斯數對距離的變化關係44 表4.3.2 ψ134mm磁棒高斯數對距離的變化關係45 表4.3.3 ψ134mm磁棒與ψ25mm磁棒之高斯數的比值列表46 表4.3.4 表面磁通密度隨氣隙距離變化關係47 表4.3.5 永久磁鐵於高溫不同溫度環境下磁通密度變化狀況48 表4.3.6 永久磁鐵於極低溫環境下磁通密度的變化狀況49 表5.3.1 WC-12Co爆震噴塗材料成份50 表5.3.2 陶瓷噴塗材料成份51 表5.3.3 磨耗實驗結果52 圖目錄 圖2.3.1磨耗系統圖53 圖2.3.2黏著磨耗圖54 圖2.3.3黏著磨耗表面破壞示意圖55 圖2.3.4周期性滾動或滑動產生的表面疲勞示意圖56 圖2.3.5硬顆粒或突出強行在固體表面移動造成物件被犁割或刮除之刮損磨耗(abrasion)示意圖57 圖2.3.6管壁受到粉體沖蝕磨耗(Erosion)示意圖58 圖2.3.7磨耗化學機制的腐蝕磨耗示意圖59 圖2.4.1熱噴塗示意圖60 圖2.4.2火焰噴塗示意圖61 圖2.4.3高速火焰噴塗(HVOF)示意圖62 圖2.4.4電漿噴塗示意圖63 圖2.4.5爆震噴塗示意圖64 圖3.1.1 封裝時金屬隨著膠體的流動硬化停留於導線腳距間局部放大圖65 圗3.1.2A導流衝突板完全未磨耗的表面狀態66 圗3.1.2B粉體顆粒沖蝕導流突板後造成表面的磨穿現象66 圗3.1.3A粉體高速度之混合運動之攪拌刀片未磨耗的表面狀態圗67 圗3.1.3B粉體高速度之混合運動之攪拌刀片磨耗局部圖67 圗3.1.4 高速攪拌桶槽之底部圓弧角處磨耗局部放大圖68 圗3.1.5A輔助粉碎效果的波浪板69 圗3.1.5B輔助粉碎效果的波浪板受粉體顆粒的沖蝕磨耗情形69 圗3.1.6多孔板在沖孔的背部產生毛邊現象70 圗3.1.7上滾輪受到上杵週期性的衝擊動作說明圖71 圗3.1.8A上滾輪未磨耗新品表面光滑狀態72 圗3.1.8B上滾輪受到週期性的衝擊表面產生疲勞破壞狀況(一)72 圗3.1.8C上滾輪受到週期性的衝擊表面產生疲勞破壞狀況(二)73 圗3.1.9A下杵下拉用引導軌道未磨耗狀態圖74 圗3.1.9B下杵下拉用引導軌道已磨耗狀態圖74 圗3.1.10A下杵軌道與杵身底部接觸產生梨割磨耗情況(一)75 圗3.1.10B下杵軌道與杵身底部接觸產生梨割磨耗情況(二)75 圗3.1.11半硬化EMC材料對產生金屬接觸部位產生犁割磨耗76 圗3.1.12 半硬化EMC材料對今屬表面強力磨耗結果使原本零件的圓弧角77 圗3.1.13 粉碎過程中旋轉刀片擠壓材料產生的磨耗說明圖78 圗3.1.14 化學腐蝕磨耗示意圖79 圖3.1.15 耐磨耗材料經磨耗至底材後快速磨耗變成母材掏空說明圖80 圖3.1.16 耐磨耗材料表面磨耗見底材後急速擴大面積81 圖3.1.17耐磨耗材料噴塗加工於直角部位底材支撐較較弱而發生金屬崩落現82 圗4.1.1 金屬磁性物質被吸附於磁棒表面並以堆積依定厚度83 圗4.2.1 裸金屬84 圗4.2.2 包金屬85 圗4.2.3 絲狀金屬86 圗4.2.4 片狀金屬87 圗4.2.5 塊狀金屬88 圗4.2.6半圓弧線狀金屬89 圗4.3.1距離磁極表面上方各點磁通密度衰減量實驗裝置90 圗4.3.2磁棒裝置說明圖91 圗4.3.3大小磁棒對於離開表面各位置上磁通密度差異92 圗4.3.4 ψ134mm磁棒與ψ25mm磁棒之在同樣距離位置之高斯數的比值93 圗4.3.5同極對接磁鐵之氣隙改變對於表面磁通密度變化實驗裝置圗94 圗4.3.6同極對接磁鐵之氣隙改變對於表面磁通密度變化95 圗4.3.7永久磁鐵於高溫不同溫度環境下磁通密度的變化曲線圖96 圗4.3.8永久磁鐵於液態氮低溫情況下磁通密度的變化曲線圖97 圖5.3.1磨耗試驗機98 圖5.3.2表面噴塗樣本99 圖5.3.3經磨耗實驗後樣本外觀,中間有一環狀區域已被磨耗100 圖5.3.4乾磨耗實驗結果101

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    下載圖示
    2009-07-16公開
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