二極管封裝石墨模具,電子燒結石墨模具,半導體封裝石墨模具,石墨模具,石墨治具,石墨夾具,電子燒結石墨模具生產廠家
二極管封裝石墨模具因其共同的資料特性,在半導體封裝工藝中具有重要運用。以下是其主要特性、優缺點及典型運用場景的詳細分析:
一、石墨模具的核心特性
高熱導率
石墨的導熱系數高達100~400 W/(m·K),遠超金屬(如銅約400 W/(m·K),但銅熱脹大系數高)。
效果:快速傳遞熱量,確保封裝資料(如環氧樹脂)均勻固化,削減熱應力導致的器材缺陷。
優異的高溫安穩性
可在慵懶氣氛中耐受3000°C高溫,在空氣中也可短時承受500°C以上(氧化問題需維護氣體)。
運用場景:適用于高溫燒結、塑封等工藝,如LED芯片的共晶焊。
低熱脹大系數(CTE)
石墨的CTE挨近硅,遠低于金屬模具。
優勢:高溫下尺寸安穩性極佳,防止模具與封裝資料因脹大不匹配導致的龜裂或分層。
自潤滑性與易脫模性
石墨層狀結構使其摩擦系數低(0.1~0.3),無需額定脫模劑。
效果:削減粘模危險,提高出產功率,尤其合適精細結構(如SOD-123封裝)的快速脫模。
化學慵懶
耐酸堿腐蝕(除強氧化性酸),不與常見封裝資料(環氧樹脂、硅膠)反應。
運用:適用于濕法工藝或腐蝕性環境,如酸洗后的封裝處理。
可加工性
石墨硬度低(莫氏1~2級),可經過CNC加工出微米級精度的復雜型腔。
事例:用于TO-220封裝中多引腳結構的精細模具制造。
二、石墨模具的局限性
機械強度較低
抗彎強度約20~50 MPa,低于鋼(500 MPa以上),易在高壓工藝中碎裂。
解決方案:采用高密度等靜壓石墨(如ISO-63級,密度≥1.85 g/cm3)提高強度。
氧化敏感
在空氣中超越400°C會氧化生成CO2,需通入氮氣/氬氣維護。
影響:長期高溫運用需定時維護,添加設備復雜度。
本錢較高
高純度石墨(灰分<50ppm)價格是普通模具鋼的2~3倍,但壽數一般僅為金屬模具的1/5~1/3。
經濟性考量:合適小批量高精度出產,如射頻二極管封裝。
三、典型運用場景
傳遞模塑(Transfer Molding)
利用快速導熱特性,在1~2分鐘內完結環氧樹脂固化,用于SMD二極管(如SMA封裝)。
燒結工藝
在氮氣維護下,用于金-錫共晶焊(280~320°C),確保芯片與基板的無空泛銜接。
精細限制成型
制造陶瓷封裝(如DPAK)時,石墨模具可成型0.1mm級薄壁結構,削減后續加工步驟。
四、總結
石墨模具憑借高效導熱、高溫安穩、精細加工等優勢,成為二極管封裝的要害東西,尤其合適高精度、小尺寸、耐高溫場景。但其脆性和氧化傾向要求工藝設計時需優化壓力參數與氣氛維護。未來,經過石墨外表涂層技能(如SiC鍍層)或復合資料開發,有望進一步拓寬其在功率器材封裝中的運用。
一、石墨模具的核心特性
高熱導率
石墨的導熱系數高達100~400 W/(m·K),遠超金屬(如銅約400 W/(m·K),但銅熱脹大系數高)。
效果:快速傳遞熱量,確保封裝資料(如環氧樹脂)均勻固化,削減熱應力導致的器材缺陷。
優異的高溫安穩性
可在慵懶氣氛中耐受3000°C高溫,在空氣中也可短時承受500°C以上(氧化問題需維護氣體)。
運用場景:適用于高溫燒結、塑封等工藝,如LED芯片的共晶焊。
低熱脹大系數(CTE)
石墨的CTE挨近硅,遠低于金屬模具。
優勢:高溫下尺寸安穩性極佳,防止模具與封裝資料因脹大不匹配導致的龜裂或分層。
自潤滑性與易脫模性
石墨層狀結構使其摩擦系數低(0.1~0.3),無需額定脫模劑。
效果:削減粘模危險,提高出產功率,尤其合適精細結構(如SOD-123封裝)的快速脫模。
化學慵懶
耐酸堿腐蝕(除強氧化性酸),不與常見封裝資料(環氧樹脂、硅膠)反應。
運用:適用于濕法工藝或腐蝕性環境,如酸洗后的封裝處理。
可加工性
石墨硬度低(莫氏1~2級),可經過CNC加工出微米級精度的復雜型腔。
事例:用于TO-220封裝中多引腳結構的精細模具制造。
二、石墨模具的局限性
機械強度較低
抗彎強度約20~50 MPa,低于鋼(500 MPa以上),易在高壓工藝中碎裂。
解決方案:采用高密度等靜壓石墨(如ISO-63級,密度≥1.85 g/cm3)提高強度。
氧化敏感
在空氣中超越400°C會氧化生成CO2,需通入氮氣/氬氣維護。
影響:長期高溫運用需定時維護,添加設備復雜度。
本錢較高
高純度石墨(灰分<50ppm)價格是普通模具鋼的2~3倍,但壽數一般僅為金屬模具的1/5~1/3。
經濟性考量:合適小批量高精度出產,如射頻二極管封裝。
三、典型運用場景
傳遞模塑(Transfer Molding)
利用快速導熱特性,在1~2分鐘內完結環氧樹脂固化,用于SMD二極管(如SMA封裝)。
燒結工藝
在氮氣維護下,用于金-錫共晶焊(280~320°C),確保芯片與基板的無空泛銜接。
精細限制成型
制造陶瓷封裝(如DPAK)時,石墨模具可成型0.1mm級薄壁結構,削減后續加工步驟。
四、總結
石墨模具憑借高效導熱、高溫安穩、精細加工等優勢,成為二極管封裝的要害東西,尤其合適高精度、小尺寸、耐高溫場景。但其脆性和氧化傾向要求工藝設計時需優化壓力參數與氣氛維護。未來,經過石墨外表涂層技能(如SiC鍍層)或復合資料開發,有望進一步拓寬其在功率器材封裝中的運用。

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