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(gè)半導(dǎo)體為基礎(chǔ)的電子功能塊器件。封裝材料除了保護(hù)芯片不受外界灰塵、潮氣、機(jī)械沖擊外,還起到了機(jī)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(shù)脂粉末通過(guò)流化床浸漬和用熱塑性聚苯硫醚通過(guò)注射成型封裝的研究。環(huán)氧樹(shù)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(lái)對(duì)其樹(shù)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(jiǎn)稱K。例如,64k芯片每1cm2面積集成有1.2萬(wàn)~1.3萬(wàn)個(gè)元件,256k芯片每1cm2面積集成有12萬(wàn)~13萬(wàn)個(gè)元件,目前已研制出16M存儲(chǔ)器芯片,每1.28cm*1.28cm的硅片上集成3300萬(wàn)個(gè)元件,可存儲(chǔ)1000頁(yè)A4紙上的信息量。隨著超高集成度芯片的產(chǎn)業(yè)化,對(duì)封裝材料提出越來(lái)越高的技術(shù)、工藝要求。 環(huán)氧樹(shù)脂作包封和封裝材料的有點(diǎn)事黏度低(達(dá)到無(wú)氣泡澆注)、粘接強(qiáng)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(shù)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(shù)脂為8%~10%)。在固化過(guò)程中不產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì),因此,環(huán)氧樹(shù)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(shù)脂體系。 環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)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(jià)格的進(jìn)一步降低,對(duì)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(dòng)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(lèi)、含有量、萃取量。 ⑸粘接性 與元件、導(dǎo)線構(gòu)圖、安全島、保護(hù)膜等的粘接性,高溫、高濕下粘接強(qiáng)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(jī)彎曲特性(強(qiáng)度、彈性高溫下保持率)、沖擊強(qiáng)度等。 ⑻其他 打印性(油墨、激光)、難燃性、軟彈性、無(wú)毒及低毒性、低成本、著色性等。 |