集成电路的封装就是将封装材料和半导体芯片结合在一起形成一个半导体为基础的电子功能块器件。封装材料除了保护芯片不受外界灰尘、潮气、机械冲击外,还起到了机械支撑和散热的功能。当今约有90%的芯片用环氧模塑料进行封装。 目前最大可封装Ф50mm的大型扁平IC,直流是单模方式;Ф10mm的IC采用环氧树脂粉末通过流化床浸渍和用热塑性聚苯硫醚通过注射成型封装的研究。环氧树脂封装模塑料必须紧跟上集成电路快速而且多样的变化,因此近年来对其树脂、原料、组分、加工工艺的研究显得十分活跃,新品种也不断地在涌现。 集成度单位为千比特,简称K。例如,64k芯片每1cm2面积集成有1.2万~1.3万个元件,256k芯片每1cm2面积集成有12万~13万个元件,目前已研制出16M存储器芯片,每1.28cm*1.28cm的硅片上集成3300万个元件,可存储1000页A4纸上的信息量。随着超高集成度芯片的产业化,对封装材料提出越来越高的技术、工艺要求。 环氧树脂作包封和封装材料的有点事黏度低(达到无气泡浇注)、粘接强度高、电性能好、耐化学腐蚀性好、耐温宽(-80~155℃)、收缩率低。环氧树脂的全固化收缩率为1.5%~2%(相比之下,不饱和聚酯为4%~7%。酚醛树脂为8%~10%)。在固化过程中不产生挥发性物质,因此,环氧树脂不易产生气孔、裂纹和剥离等现象。 目前集成电路、半导体芯片用环氧模塑料只要是邻苯酚甲醛型环氧树脂体系。 环氧树脂类封装用模塑料的组成
随着IC高度集成化、芯片和封装面积的增大、封装层的薄壳化以及要求价格的进一步降低,对于模塑料提出了更高且综合性的要求,具体如下。 ⑴成型性 流动性、固化性、脱模性、模具沾污性、金属磨耗性、材料保存性、封装外观性等。 ⑵耐热性 耐热稳定性、玻璃化温度、热变形温度、耐热周期性、耐热冲击性、热膨胀性、热传导性等。 ⑶耐湿性 吸湿速率、饱和吸湿量、焊锡处理后的耐湿性、吸湿后焊锡处理后的耐湿性等。 ⑷耐腐蚀性 离子型不纯物及分解气体的种类、含有量、萃取量。 ⑸粘接性 与元件、导线构图、安全岛、保护膜等的粘接性,高温、高湿下粘接强度保持率等。 ⑹电气特性 各种环境下的电绝缘性、高周波特性、带电性等。 ⑺力学特性 拉伸机弯曲特性(强度、弹性高温下保持率)、冲击强度等。 ⑻其他 打印性(油墨、激光)、难燃性、软弹性、无毒及低毒性、低成本、着色性等。 |