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环氧塑封料封装技术研究四

2021-07-23 来源:莆田机械信息网

环氧塑封料封装技术研究四

4.2 EMC应用

● 分立器件封装

随着电子设备向小型化、重量轻、高性能方向发展,器件封装形式向小型化封装、高功率器件、SMD封装等方向发展,不同的封装形式对环氧模塑料性能提出了不同的要求(表4)。

● 集成电路封装

目前集成电路正向高集化、布线细微化、芯片大型化及表面安装技术发展,与此相适应的环氧模塑料研究开发是使材料具有高纯度、低应力、低膨胀、高耐热等性能特点,见表5(以华威产品为例)。

5 发展趋势

EMC作为IC封装业主要支撑材料,它的发展,是紧跟整机与封装技术的发展而发展。

整机的发展趋势:轻、小(可携带性);高速化;增加功能;提高可靠性;降低成本;对环境污染少。

封装技术的发展趋势:封装外形上向小、薄、轻、高密度方向发展;规模上由单芯片向多芯片发展;结构上由两维向三维组装发展;封装材料由陶封向塑封发展;价格上成本呈下降趋势。

随着高新技术日新月异不断发展对半导体应用技术不断促进,所以对其环氧封装材料提出了更加苛刻的要求,今后环氧模塑料主要向以下五个方面发展:

(1)向适宜表面封装的高性化和低价格化方向发展。为了满足模塑料高性化和低价格,适宜这种要求的新型环氧树脂不断出现,结晶性树脂,因分子量低,熔融粘度低,但熔点高具有优良的操作性,适用于高流动性的封装材料。目前已经有的结晶性环氧树脂,为了得到适用于封装材料的熔点范围,多数接枝了柔软的分子链段,但是成型性和耐热性难以满足封装材料的要求,所以必须开发新的结晶性的环氧树脂。

(2)向适宜倒装型的封装材料方向发展 [2]。最近随着电子工业的发展,作为提高高密度安装方法,即所谓裸管芯安装引起人们的高度重视。在裸管芯倒装法安装中,为了保护芯片防止外界环境的污染,利用液体封装材料。在液体封装料中,要求对芯片和基板间隙的浸润和充填,因这种浸润和充填最终是通过毛细管原理进行的,因此要求树脂具有非常高的流动性,同时无机填充率要降低。但液体封装料与芯片之间的应力会增大,因此要求塑封料必须具有低的线膨胀系数,现在国外采用具有萘环结构的新型环氧树脂制备塑封料。

(3)BGA、CSP等新型封装方式要求开发新型材料[3]。裸管芯安装方法,虽然是实现高密度化封装的理想方法,但目前仍有一些问题,如安装装置和芯片质量保证等,出现了一种新的封装方式即 BGA或CSP,这是一种格子接头方式的封装,不仅可以实现小型化、轻量化而且可达到高速传递化,目前这种封装形式正处于快速增长期。但这种工艺成型后在冷却工艺出现翘曲现象,这是因为基板与封装材料收缩率不同引起的。克服方法是尽量使封装料与基板线膨胀系数接近,从封装材料和基板粘合剂两方面均需开发新型EMC的同时提高保护膜与材料的密着性。

(4)高散热性的EMC。随着电子仪器的发展,封装材料散热性的课题已提出,因为EMC基体材料—— 环氧树脂属于有机高分子材料,基于分子结构的不同,热传导性的改善受到局限,因此从引线框架的金属材料着手,采用42#铜合金,因为有比较高的热传导率,铜合金引线框架表面有一层氧化膜,因此要求EMC与之有良好的粘接密着性。国外有些厂家正在研究开发,通过引入链段,提高范德瓦尔引力,以提高EMC与铜框架的引力。

(5)绿色环保型EMCT:随着全球环保呼声日益高涨,绿色环保封装是市场发展的要求,目前华威电子采用不含阻燃剂的环氧树脂体系或更高填充量不含阻燃剂的绿色环保EMC正在实施商业化。也有一些国外公司正在试用含磷化合物,包括红磷和瞵。

总之,随着集成电路向高超大规模、超高速、高密度、大功率、高精度、多功能方向的迅速发展及电子封装技术由通孔插装(PHT)向表面贴装技术发展,封装形式由双列直插(DIP)向(薄型)四边引线扁平封装(TQFP/QFP)和球栅阵列塑装(PBGA)以及芯片尺寸封装(CSP)方向发展,环氧模塑料/EMC的发展方向正在朝着高纯度、高可靠性、高导热、高耐焊性、高耐湿性、高粘接强度、低应力、低膨胀、低粘度、易加工、低环境污染等方向发展。(文/成兴明)

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