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，調整語辭）

（1） 成型性 流動性、固化性、脫模性、模具玷污習性、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、導線構圖、安全島、保護模等的粘接性，高濕、高濕下粘接強度保持率等。

（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） 機械特性 拉伸及彎曲特性（強度、彈性綠高溫下保持率）、沖擊強度等。

（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用缺點。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，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封裝時模塑料直接和蝕刻得十分精細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，因為樹脂中殘留的Na+、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例行試驗中其中有一項就是高壓水蒸煮試驗（PCT），一旦樹脂中可水解氯值超過標準，該項試驗就通不過，樹脂按可水解氯的含量不同分成4個等級，詳見表1

表1 各級封裝用樹脂含氯水平（×106）

分級 標準品 高純品 超高純品 最先進品

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特的結構特點，決定了其水解氯含量一般都在超高純品（總氯值《400—500》以上，具有更經濟，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（低應力化）、耐熱沖擊和低吸水性等技術瓶頸。而新型封裝絕緣樹脂具有大分子高交聯(lián)結構，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心的技術是模塑料固化后的內部應力問題。一旦內部應力的存在會使硅芯片表面的鈍化膜產生裂縫、自身龜裂或連接線切斷等現象。在目前超大規(guī)模集成電路產業(yè)化的時代，隨著鋁配線圖的細微化、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。

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

熱應力可以用下式來表示：

σ＝K·E·α·ΔT

式中 σ—熱應力；

K－常數（固定值）；

E－彈性模量；

ΔT－模塑料Tg和室溫的差；

α－熱膨脹系數。

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力的有效途徑。

新型封裝絕緣樹脂的最大特點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應力，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的美國復合材料工程技術中心對該樹脂的測試結果（ASTM標準下）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商的產品作為對照，具體見表3。

表2 新型封裝絕緣樹脂與國內一知名品牌封裝絕緣樹脂的收縮性比較表