化学功能材料 第七章 环氧塑封料.docx

1、化学功能材料 第七章 环氧塑封料 环氧塑封料按包封材料分类的封装类型：陶瓷封装：气密性封装金属封装：气密性封装塑料封装：非气密性封装, 90%, 民用产品 塑料封装用树脂选择原则： 优良的介电性能 耐热、耐寒、耐湿、耐大气、耐辐射，散热性能好 CTE匹配好，粘结性能好 固化收缩率小，尺寸稳定 不污染半导体器件表面 加工性能好 环氧塑封料的组分与性能环氧塑封料是由环氧树脂及其固化剂酚醛树脂等组分组成的模塑粉，在热和固化促进剂作用下, 环氧树脂与固化剂发生反应, 产生交联固化作用, 成为热固性树脂。 优良的粘结性 优异的电绝缘性能 机械强度高 耐热性、耐化学腐蚀性良好 吸水率低 成型收缩率低, 成

2、型工艺性能良好 应用范围宽 环氧塑封料组成环氧树脂固化剂10-30%6%固化促进剂惰性填充剂阻燃剂 1%60-90% 8%痕量脱模剂偶联剂痕量着色剂 2% 2.5% 2%释放应力添加剂其它 1. 环氧树脂 作为基体树脂将其它成分结合到一起； 决定塑封料成型时的流动性和反应性; 决定固化物的机械、电气、耐热性能。环氧当量是环氧树脂最重要技术指标。环氧当量低(官能团密度高)，交联密度高，Tg高，塑封料弯曲强度高，耐热性及介电性能好。若交联密度过高，材料变脆。选择合适的基质树脂分子量、环氧当量和交联密度是制备模塑料的关键。 2. 固化剂与环氧树脂发生化学反应形成交联结构的化合物。固化剂与环氧树脂共同

3、影响塑封料的流动性、热性能、机械性能、电性能。环氧交联剂：胺、酸酐、酚类微电子封装常用：苯酚酚醛树脂、邻甲酚醛树脂成型性、电学性能、热学性能和抗潮性良好。 3. 促进剂提高聚合反应速度，缩短在模固化时间。常见促进剂：胺类、咪唑、有机磷酸盐，Lewis酸及盐重要性质：反应性增强程度，反应时间，电性能Lewis酸及盐适中胺类 有机磷酸盐反应性 好好短好好固化时间 短电学性能 差抗潮性 差理想理想理想 4. 填充料改善环氧塑封料的参数与性能：材料粘性、固化时收缩、CTE、热导率、弹性模量、成本等使用填充料的优点：减少收缩，增强韧性，增强耐磨性，减少吸水性，提高热形变温度，提高热导率，减少CTE 。使

4、用填充料的缺点：增加重量，增加粘度，提高介电常数填充料选择：大小，机械性能，化学稳定性，导热性，抗潮性，放射性(存储器)，磨蚀性(磨具寿命) 常见填充剂及其对塑封料特性的改进填充剂特性Al O 耐磨性, 电阻率, 尺寸稳定性, 韧性,热2 3导率Sb O阻燃性热导率2 3BeOCaSiO 抗拉强度, 抗弯强度3Cu 电导率, 热导率, 抗拉强度SiO 耐磨性, 电性能, 尺寸稳定性, 热导2率，抗潮性Ag 电导率, 热导率 SiO (硅微粉)2介电性能优异，CTE低，导热系数高，价格低降低：CTE, 吸水率，成型收缩率，成本提高：耐热性，机械强度，介电性能，导热率SiO 在塑封料中含量：60-

5、90%，其性能优劣2影响塑封料的品质。SiO 的粒径：10-25um较合适，125um2增加填充料含量，可降低CTE，改善失配，但粘度增加，带来流动性、成型问题，如空洞增加。 5. 阻燃剂 溴代环氧树脂溴代双酚A环氧树脂，溴代酚醛环氧树脂溴离子有锈蚀性 锑化物Sb O2 3成本高 其它阻燃剂氯化石蜡，Al(OH) ，磷衍生物3使用非水溶性化合物及离子吸收剂，可控制阻燃剂的锈蚀效应 6. 应力释放添加剂应力释放添加剂：降低热收缩应力，降低诱导和扩展在塑封料或芯片钝化层内产生的裂纹，降低弹性模量，增加柔韧性，降低CTE。增塑剂：降低张力系数，提高塑封料的可延展性，减少收缩，改进粘附特性。主要应力释

6、放剂：硅树脂，丙烯腈-丁二烯橡胶，聚丁烯丙烯酸盐 7. 着色剂遮盖封装器件的设计，防止光透过。高色素碳黑：0.5%含有机染料的塑封料，热稳定性不及无机添加剂。光阻器件用白色塑封料。 8. 脱模剂使固化后的产品容易地从磨具中取出。脱模剂的选择：由模具材料和封装类型而定 保证模块可从磨具中脱离 芯片、框架材料和塑封料间有很好的粘性可通过控制脱模剂的活性（与温度有关）实现环氧塑封料中的脱模剂：烃腊(巴西棕榈蜡)、硅树脂、碳氟化合物、有机酸盐 9. 离子捕获剂减少封装体内部金属与包封料界面处水气的导电性，从而延缓电化学锈蚀降解过程。电化学锈蚀条件：水、迁移离子吸潮性：难克服降低离子含量或降低离子的可迁移性离子捕获剂：金属氧化物水合物粉末