集成電路的封裝就是將封裝材料和半導(dǎo)體芯片結(jié)合在一起形成一個半導(dǎo)體為基礎(chǔ)的電子功能塊器件。封裝材料除了保護芯片不受外界灰塵、潮氣、機械沖擊外,還起到了機械支撐和散熱的功能。當(dāng)今約有90%的芯片用環(huán)氧模塑料進(jìn)行封裝。 目前最大可封裝Ф50mm的大型扁平IC,直流是單模方式;Ф10mm的IC采用環(huán)氧樹脂粉末通過流化床浸漬和用熱塑性聚苯硫醚通過注射成型封裝的研究。環(huán)氧樹脂封裝模塑料必須緊跟上集成電路快速而且多樣的變化,因此近年來對其樹脂、原料、組分、加工工藝的研究顯得十分活躍,新品種也不斷地在涌現(xiàn)。 集成度單位為千比特,簡稱K。例如,64k芯片每1cm2面積集成有1.2萬~1.3萬個元件,256k芯片每1cm2面積集成有12萬~13萬個元件,目前已研制出16M存儲器芯片,每1.28cm*1.28cm的硅片上集成3300萬個元件,可存儲1000頁A4紙上的信息量。隨著超高集成度芯片的產(chǎn)業(yè)化,對封裝材料提出越來越高的技術(shù)、工藝要求。 環(huán)氧樹脂作包封和封裝材料的有點事黏度低(達(dá)到無氣泡澆注)、粘接強度高、電性能好、耐化學(xué)腐蝕性好、耐溫寬(-80~155℃)、收縮率低。環(huán)氧樹脂的全固化收縮率為1.5%~2%(相比之下,不飽和聚酯為4%~7%。酚醛樹脂為8%~10%)。在固化過程中不產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì),因此,環(huán)氧樹脂不易產(chǎn)生氣孔、裂紋和剝離等現(xiàn)象。 目前集成電路、半導(dǎo)體芯片用環(huán)氧模塑料只要是鄰苯酚甲醛型環(huán)氧樹脂體系。 環(huán)氧樹脂類封裝用模塑料的組成
隨著IC高度集成化、芯片和封裝面積的增大、封裝層的薄殼化以及要求價格的進(jìn)一步降低,對于模塑料提出了更高且綜合性的要求,具體如下。 ⑴成型性 流動性、固化性、脫模性、模具沾污性、金屬磨耗性、材料保存性、封裝外觀性等。 ⑵耐熱性 耐熱穩(wěn)定性、玻璃化溫度、熱變形溫度、耐熱周期性、耐熱沖擊性、熱膨脹性、熱傳導(dǎo)性等。 ⑶耐濕性 吸濕速率、飽和吸濕量、焊錫處理后的耐濕性、吸濕后焊錫處理后的耐濕性等。 ⑷耐腐蝕性 離子型不純物及分解氣體的種類、含有量、萃取量。 ⑸粘接性 與元件、導(dǎo)線構(gòu)圖、安全島、保護膜等的粘接性,高溫、高濕下粘接強度保持率等。 ⑹電氣特性 各種環(huán)境下的電絕緣性、高周波特性、帶電性等。 ⑺力學(xué)特性 拉伸機彎曲特性(強度、彈性高溫下保持率)、沖擊強度等。 ⑻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。 |