导热型高性能树脂微电子封装材料之二_封装材料的导热和热膨胀性能

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1、王家俊等导热型高性能树脂微电子封装材料之二封装材料的导热和热膨胀性能导热型高性能树脂微电子封装材料之二封装材料的导热和热膨胀性能‘,王家俊益小苏浙江工程学院,浙江杭州北京航空材料研究院,北京〕为摘。要〕微电子行业迫切需要新一代优异性能的封装材料采用聚醚亚胺氮化铝复合材料,,、、、作为封装材料可以组合聚酞亚胺和氮化铝的优点具有高导热低热胀低介电电绝缘等优异的,应。。性能用于现代微电子领域前景良好文章讨论了这种封装材料的导热性能和热膨胀性能,聚酸亚胺氮化铝复合封装材料导热系数随氧化铝的加入量而显著提高’方程最适

2、。聚酞。合于描述该封装材料的导热系数亚胺与氮化铭复合后热膨胀系数显著减小关键词材料封装导热系数热膨胀聚既亚胺中图分类号月阵科文献标一以一一识码文章编号班加旧加】柱讨盯”注脚‘的’,故一,价优盯,,飞,《四,滋二初娜击】而℃卜〕,,〕,刀,,坷林而耐月样山城卯而,,,山,叉滋侣〔之〕〕礴〕了〕班而匆飞而二。山妞浙诚,二,。甲皿屺〕哪硒皿犯滋叭侣,月匆一个电子系统的大部分功能都可集成于一个单芯片的高,电路工作温度不断上升。实验证明,单个元件的失效率封装,因此对微电子封装要求也越来越高。目前一个集,。因而如何内与

3、其工作温度成指数关系功能则与其成反比。提高芯片的,成电路的封装成本几乎已和芯片的成本相当高性能微电散热效率使得电路在正常温度下工作就显得。子封装技术已形成与集成电路产业相适应的高新技术产尤为重要解决这个问题的一个重要手段是研究和开发导。。业微电子封装技术已逐渐成为影响微电子技术发展的重热性能优良的新型封装材料电路工作温度变化形成的热要因素之一。微电子封装已逐渐发展成为一门多学科交叉冲击,直接影响到电子元器件的稳定,因此要求封装材料的。。的研究课题,热膨胀与芯片有良好的匹配塑料封装生产性和经济性由于微电子的高

4、密度化和高速化,必然导致发热量提好,其它性能基本能满足现代微电子行业对封装材料的要二一一收稿日期,,,,,、。作者简介王家俊一男杭主要研究方向为包装材料州人博士浙江工程学院副教授纺织品包装包装工程入丫哄,,求但其导热和热膨胀性能已越来越不适应微电子发展的一·。卜。州。门曰日,﹄一需要了仁一心︸﹃聚酞亚胺氮化铝复合材料作为微电子封装材料,可以零︸·,、、坐燕淤研卜睁︺日结合聚酚亚胺和氮化铝的各自优点具有高导热低热胀低介电、电绝缘、耐高温等优异的性能,应用于现代电子领。域前景良好阮〕前文已讨论了采用聚酞亚胺为基

5、体。的聚幻酞亚胺氮化铝复合封装材料的制备在此主要讨。论其导热性能和热膨胀性能导热性能研究如氮化铝体积咐。“”、“”材料的导热性由该材料的导热系数决定复合材料的图导热系数实测值和并联串联方程预测曲线导热系数不仅与其组成各相的导热系数有关,而且还与各方程,相的相对含量,其形态、分布、以及相互作用等有关。因此通常情况下复合材料中的相分布为一相随机地分布。准确地预测聚酚亚胺氮化铝复合封装材料需要在理论和在另一相中文中研究的封装材料就是氮化铝粒子随机地。实践。分布在聚酞亚胺基体中扫描电镜照片阁表明聚酚亚胺上进行探讨“

6、”“”氮化铝复合封装材料中氮化铝以颗粒状随机地分布于聚酚并联和串联方程。如果复合材料各相的分布为平行板式,则可借助电子亚胺基体对这类更具普遍意义相分布的复合材料导热系,日。学中将电阻电导率串、并联求电路总电导率的方法,准确地数最早的研究可追溯到年的方程,,一。求出复合材料的导热系绷川假设分散相为球形粒子粒子之间的距离足够远而没有相。,“互作用推导出的球形粒子随机分布在连续基体中的复合当热流方向与平行板的平面平行时相当于一个并联。,”。,体系导热系数几的方程为习电路这时平行板内每一层具有相同的温度梯度大部分。

7、。。几几矶〔几一几热流则通过平行板内导热系数较高的层因此平行板总的几。二几一二一一一下万丁一下二二尸二一二二仁’几乙八一入一几夕导热系数几。为气式中入和久分别为连续相基体和分散相粒子的导热。二‘乙认凡系数,矶为分散相粒子的体积百分数。式中,从为各层所占的体积百分数久‘图是聚酚亚胺氮化铝复合封装材料的导热系数按为各层的导热。,。式计算的理论曲线和实测数据由图可见桃系数这种情况下复合材料的导热性能主要由导热系数较。方程式比较适用于描述聚酚亚胺氮化铝复合封装材料的高的层决定,当热流方向与平行板的平面垂直时,相当于

8、“串联电导热系数这是因为该材料中的相分布方式为氮化铝以颗。,路”。这时,通过平行板内每一层的热流相等,但温度梯度粒状随机地分布于聚酚亚胺基体中进一步分析图可,沉脚。。以发现氮化铝含量较低时实验数据与」方程的理论不等平行板总的导热系数又为曲线相当一致但氮化铝含量较高时,实验数据与理论曲线土凡一。有相当大的差异其原因可以从方程的假设条件。。」二贫现因为】假设分散相粒子之间的距离足够远式中各符号的意义与式相同这种情况下