隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)封裝材料的要求也越來(lái)越高，以前應(yīng)用的普通環(huán)氧樹(shù)脂已不能完全滿(mǎn)足技術(shù)要求。目前國(guó)外對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的技術(shù)改進(jìn)主要集中在以下兩個(gè)方面。
1、低粘度化 用環(huán)氧樹(shù)脂封裝成型的半導(dǎo)體器件是由不同的線(xiàn)膨脹系數(shù)的材料組成的。在封裝器件內(nèi)部，由于成型固化收縮和熱收縮而產(chǎn)生的熱應(yīng)力，是強(qiáng)度下降、老化開(kāi)裂、封裝裂紋、空洞、鈍化、離層等各種缺陷的主要原因。而低粘度化的主要目的就是降低封裝樹(shù)脂的內(nèi)應(yīng)力，使其具有高填充性和可靠性，以使封裝器件具有高可靠性。可采用的方法主要有三種：(1)降低封裝材料的玻璃化溫度；(2)降低封裝材料的模量；(3)降低封裝材料的線(xiàn)膨脹系數(shù)。但是當(dāng)采用上述方法(1)、(2)時(shí)，在降低玻璃化溫度的同時(shí)，也降低了封裝材料的耐熱性，最后的結(jié)果是封裝器件的可靠性也降低了。比較而言，方法(3)是比較理想的，現(xiàn)在已成為降低內(nèi)應(yīng)力的主要方法。該方法通常是在環(huán)氧樹(shù)脂中添加大量的二氧化硅之類(lèi)的無(wú)機(jī)填充劑粉末，大幅度降低封裝材料的線(xiàn)膨脹系數(shù)，達(dá)到降低內(nèi)應(yīng)力的目的。為了使填充的大量無(wú)機(jī)填充劑均勻，要求環(huán)氧樹(shù)脂粘度低或熔融粘度低，只有這樣才能使封裝材料具有優(yōu)良的流動(dòng)性，使封裝器件實(shí)現(xiàn)小型、薄型化，既具有高性能，又具有低應(yīng)力。
2、提高耐熱性、降低吸水串 近年來(lái)，隨著電子領(lǐng)域高密度安裝技術(shù)的迅速發(fā)展，采用薄型化封裝的越來(lái)越多。但是當(dāng)這種薄型封裝器件安裝到印刷線(xiàn)路板上時(shí)，要把封裝件整體放到錫浴中浸漬，這種焊接工藝要經(jīng)受200℃以上的高溫，此外，在航天航空、國(guó)防等高科技領(lǐng)域，由于使用環(huán)境的惡劣，要求封裝材料必須具備高耐熱性。為了提高封裝材料的耐熱性，一般是要提高封裝材料的交聯(lián)度。另外，在環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)中導(dǎo)入奈環(huán)、恿環(huán)等多環(huán)基，或者在二聚環(huán)戊二烯骨架中導(dǎo)入酚基也可達(dá)到提高耐熱性的目的。很顯然多官能團(tuán)型的環(huán)氧樹(shù)脂是有利于提高封裝材料的交聯(lián)度的。 隨著封裝器件的高性能化，要求環(huán)氧樹(shù)脂不僅要具有高耐熱性，還必須具有低吸水率。如果所用環(huán)氧樹(shù)脂封裝材料的耐濕性不好，則封裝件金屬配線(xiàn)易被腐蝕鈍化；另一方面，如果封裝件處在高溫高濕環(huán)境中，則水分易從封裝材料和引出線(xiàn)框界面或孔隙處浸入，使配線(xiàn)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生松動(dòng)等不良缺陷。為了降低封裝材料的吸水率，在環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)中盡量減少經(jīng)基和醚基等極性大的基團(tuán)濃度，導(dǎo)入極性小的C—H鍵和憎水性較大的含硅和含氟結(jié)構(gòu)。 提高耐熱性和降低吸水率是一對(duì)矛盾。因?yàn)樘岣叻庋b材料的耐熱性，一般是要提高封裝材料的交聯(lián)度。但是，封裝材料的自由體積也增加了，導(dǎo)致吸水率也提高了。這就需要在二者中找到最佳平衡值，既使封裝材料具有高耐熱性，又具有低吸水率。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明：最好采用官能團(tuán)數(shù)多，分子量大的原料與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)后形成縮水甘油醚，這類(lèi)原料包括聯(lián)苯、榮和脂肪族多環(huán)化合物(如二聚環(huán)戊二烯)。此外，添加填料對(duì)防止水分滲透是有利的，但是增加填料含量是有限度的，太多的填料容易引起塑封料熔融粘度上升，影響到塑封料的成型性能。
環(huán)氧樹(shù)脂在電子封裝材料中有著極其重要的作用，但是為了適應(yīng)半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，封裝材料技術(shù)也在不斷地進(jìn)步。目前國(guó)外高性能封裝材料的需求和開(kāi)發(fā)正向以下兩個(gè)方面發(fā)展：(1)開(kāi)發(fā)低粘度或熔融粘度低的二官能團(tuán)型的環(huán)氧樹(shù)脂，通過(guò)填充高含量無(wú)機(jī)填充劑，大幅度降低封裝器件的內(nèi)應(yīng)力，減少鈍化開(kāi)裂、配線(xiàn)松動(dòng)和導(dǎo)線(xiàn)斷裂等不良缺陷；(2)開(kāi)發(fā)多宮能團(tuán)型的環(huán)氧樹(shù)脂，同時(shí)在環(huán)氧樹(shù)脂中導(dǎo)入耐熱和耐濕結(jié)構(gòu)的化合物，使封裝器件既具有高耐熱性，又具有低吸水率和低的內(nèi)應(yīng)力。
摘自:中國(guó)PCB技術(shù)網(wǎng)
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