先进电子封装用聚合物材料研究进展

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1、杨士勇主任/研究员中国科学院化学研究所高技术材料实验室Tel：010－62564819E-mail:shiyang@iccas.ac.cn先进电子封装用聚合物材料研究进展2010全国半导体器件技术研讨会，杭州，2010.07.16报告内容一、电子封装技术对封装材料的需求二、高性能环氧塑封材料三、液体环氧底填料四、聚合物层间介质材料五、多层高密度封装基板材料六、光波导介质材料结束语小型化轻薄化高性能化多功能化高可靠性低成本DIPQFPBGA/CSPPGA/BGA60-70’S80’s90’s00’s微电子封装技术--发展现状与趋势MCM/SiP05’s3DHighSpeed

2、/HighIntegrationQFPPBGAStackedCSPBOCFCBGAEBGASystemInPackagemBGA3stackedBGATBGABCCStackedFBGALQFPVFBGAFPBGACurrentStackedPTPTSOPSOICWaferLevelCSPQFNFutureAssemblyTechnologyMiniaturizationNearFutureCSP微电子封装技术-发展现状与趋势微电/光子混合封装技术聚合物封装材料的重要作用关键性封装材料1、高性能环氧塑封材料5、导电/热粘结材料3、高密度多层封装基板......2

3、、层间介电绝缘材料4、光波传导介质材料重要的聚合物材料1、功能性环氧树脂2、高性能聚酰亚胺3、特种有机硅树脂4、光敏性BCB树脂5、高性能氰酸酯树脂……9H:HighThermalStabilityHighDimensionalStabilityHighTgsHighMechanicalPropertiesHighElectricalInsulatingHighChemicalPurityHighOpticalTransparencyHighSolubilityHighAdhesive9L:LowViscosityLowCuringTemperatureLowDielec

4、tricConstantLowThermalExpansionLowMoistureAbsorptionLowStressLowIonContentsLowPriceLowShrinkage聚合物封装材料的性能需求二、高性能环氧模塑材料1、本征阻燃化：无毒无害2、耐高温化：260-280oC3、工艺简单化:低成本、易加工环氧塑封材料的无卤阻燃化WEEE&RoHS燃烧有毒气体大量烟尘不利火灾疏散救援工作环氧树脂的阻燃性实现环氧塑封材料无卤阻燃的途径无卤阻燃金属氢氧化物含氮阻燃体系含硅阻燃体系本征阻燃体系含磷阻燃体系本征阻燃性环氧塑封材料玻璃化温度介电常数吸水率650℃残炭i

5、nN2FBE/FBN151℃3.80.2755.8％PBE/PBN129℃4.20.3632.7％FBEFBN极限氧指数UL-9437.6V-035.9V-1本征阻燃性环氧塑封材料Wateruptake%SiO2%FseriesBseries80%0.130.1481%0.120.1383%0.080.1185%0.070.10样品尺寸：φ50*3mm测试条件：沸水中浸泡8小时本征阻燃性环氧树脂的阻燃机理主链中含有联苯结构和苯撑结构的酚醛型环氧树脂和酚醛型环氧固化剂在固化反应后形成了高度阻燃的网络结构，其阻燃性主要归功于在高温下的低弹性和高抗分解性导致燃烧时形成稳定的泡沫

6、层。泡沫层主要由树脂体，炭和分解时产生的挥发性物质构成，有效地阻隔了热传递。最近研制无卤阻燃塑封料的性能性能单位指标粘度Pas40螺旋流动长度175oC/cm112弯曲强度MPa145弯曲模量GPa27玻璃化温度oC155CTE1ppm/oC8.2CTE2ppm/oC28.1阻燃（无卤阻燃）UL-94V-0t1+t2(s)1.21.23.51.14.3tf(s)11.3高耐热PI塑封材料注射温度：360oC注射压力：150MPa模具温度：150oC拉伸强度MPa拉伸模量GPa断裂伸长率%弯曲强度MPa弯曲模量GPa注塑件1002.9501423.2模压件993.07.41

7、523.4薄膜1082.37.4--三、液体环氧底填料Underfill的作用:1)增强机械稳定性2)降低CTE及内应力3)防尘防潮防污染环氧底填料的填充工艺1、毛细管流动型填充工艺a)标准毛细管流动填充b)真空辅助毛细管填充c)加压辅助毛细管填充d)重力辅助毛细管填充2、非流动型填充工艺3、模压填充工艺4、圆片级填充工艺环氧底填料成为工艺成败的关键因素1、粘度：4000-5000mPa.s(25oC)2、玻璃化温度：150℃3、热膨胀系数：20ppm/℃。4、弯曲模量：9.5GPa。5、吸水率：0.8%(85℃/85RH/7