集成電路封裝模塑料樹脂的要求及發(fā)展動向

（以下均要修改，調(diào)整語辭）

（1） 成型性 流動性、固化性、脫模性、模具玷污習(xí)性、金屬磨耗性、材料保存性、封裝外觀性等。

（2） 耐熱性 耐熱穩(wěn)定性、玻璃化溫度、熱變形溫度、耐熱周期西、耐熱沖擊性、熱膨脹性、熱傳導(dǎo)性等。

（3） 耐濕性 吸濕速度、飽和吸濕量、焊錫處理后耐濕性、吸濕后焊錫處理后耐濕性等。

（4） 耐腐蝕性 離子性不純物及分解氣體的種類、含有量、萃取量。

（5） 粘接性 和元件、導(dǎo)線構(gòu)圖、安全島、保護(hù)模等的粘接性，高濕、高濕下粘接強(qiáng)度保持率等。

（6） 電氣特性 各種環(huán)境下電絕緣性、高周波特性、帶電性等。

（7） 機(jī)械特性 拉伸及彎曲特性（強(qiáng)度、彈性綠高溫下保持率）、沖擊強(qiáng)度等。

（8） 其他 打印性（油墨、激光）、難燃性、軟彈性、無毒及低毒性、低成本、著色性等。

從基材的綜合特性來看，目前IC封裝用鄰甲酚甲醛型環(huán)氧樹脂體系的較多，但由于環(huán)氧樹脂的特性，使它在耐溫性、工藝性、固化條件、封裝流動性、固化物收縮等存在一些應(yīng)用缺點(diǎn)。針對這些問題上海富晨化工公司開發(fā)了新型封裝絕緣樹脂，這種樹脂具有工藝性好、固化方便、流動性好、固化收縮低的特點(diǎn)，目前已廣泛替代環(huán)氧樹脂成為這一行業(yè)的新寵。

2、集成電路封裝用樹脂的要求

2．1高純度

IC封裝用模塑料的主要原料是樹脂，由于IC封裝時(shí)模塑料直接和蝕刻得十分精細(xì)的硅芯片及鋁引線相接觸，因此就對作為原材料的樹脂的純度有一定的要求，IC的集成度越高，對樹脂純度要求越高，因?yàn)闃渲袣埩舻腘a+、K+、以及HCOO-、CH3COO-對芯片及引線都有腐蝕作用，尤其是樹脂中可水解氯離子遇水和濕氣會生成鹽酸，它的腐蝕作用很大。封裝后的IC例行試驗(yàn)中其中有一項(xiàng)就是高壓水蒸煮試驗(yàn)（PCT），一旦樹脂中可水解氯值超過標(biāo)準(zhǔn)，該項(xiàng)試驗(yàn)就通不過，樹脂按可水解氯的含量不同分成4個(gè)等級，詳見表1

表1 各級封裝用樹脂含氯水平（×106）

分級 標(biāo)準(zhǔn)品 高純品 超高純品 最先進(jìn)品

可水解氯值 [1]可水解氯值 [2]總氯值 505001 000~1 200 30250~350600~800 20100~200400~500 10100以下300~400

由于新型封裝絕緣樹脂獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定了其水解氯含量一般都在超高純品（總氯值《400—500》以上，具有更經(jīng)濟(jì)，更高純的特性。

2．2 高功能化

IC封裝用的樹脂除了要求高純度化外，隨著高集成化封裝的大型、薄殼化，目前要求解決的是低收縮性（低應(yīng)力化）、耐熱沖擊和低吸水性等技術(shù)瓶頸。而新型封裝絕緣樹脂具有大分子高交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而使樹脂具有收縮性低，耐熱沖擊性好，吸水率低的特性，可以擁有比同類產(chǎn)品更好的功能性。具體性能如下：

2．2．1低收縮性

近年來，對于IC封裝用模塑料最為關(guān)心的技術(shù)是模塑料固化后的內(nèi)部應(yīng)力問題。一旦內(nèi)部應(yīng)力的存在會使硅芯片表面的鈍化膜產(chǎn)生裂縫、自身龜裂或連接線切斷等現(xiàn)象。在目前超大規(guī)模集成電路產(chǎn)業(yè)化的時(shí)代，隨著鋁配線圖的細(xì)微化、硅片大型化、封裝的薄殼化，對樹脂的低收縮特性要求就提出更高的要求。

內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生的原因如下：模塑料熱收縮與硅片熱收縮有差異，即二者線膨脹系數(shù)不同，一般模塑料比硅片、引線的線膨脹系數(shù)要大一個(gè)數(shù)量級，同時(shí)加上模塑料在固化過程中生產(chǎn)的固化收縮，所以在成型加熱到冷卻至室溫過程中會在硅片上殘留應(yīng)力。

熱應(yīng)力可以用下式來表示：

σ＝K·E·α·ΔT

式中 σ—熱應(yīng)力；

K－常數(shù)（固定值）；

E－彈性模量；

ΔT－模塑料Tg和室溫的差；

α－熱膨脹系數(shù)。

從該公式中可以看出降低樹脂的彈性模量（E）和Tg，以及減少樹脂的固化收縮率是減少熱應(yīng)力的有效途徑。

新型封裝絕緣樹脂的最大特點(diǎn)是該樹脂具有超低的固化線收縮率，從而使各種制品具有較低的固化后內(nèi)應(yīng)力，能夠保證制品在冷熱沖擊環(huán)境中保證形狀不變。表2是新型封裝絕緣樹脂與國內(nèi)一知名品牌封裝絕緣樹脂的收縮性比較表。另外，美國密歇根州立大學(xué)的美國復(fù)合材料工程技術(shù)中心對該樹脂的測試結(jié)果（ASTM標(biāo)準(zhǔn)下）也表明，該樹脂的固化收縮率極低，該中心是選擇了一美國著名的樹脂供應(yīng)商的產(chǎn)品作為對照，具體見表3。

表2 新型封裝絕緣樹脂與國內(nèi)一知名品牌封裝絕緣樹脂的收縮性比較表