電子級(jí)環(huán)氧模塑料飛速發(fā)展
日期：2006-01-09
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2006年1月9日訊：半導(dǎo)體微電子技術(shù)為現(xiàn)代科技、軍事、國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人們的日常工作與生活開創(chuàng)了前所未有的發(fā)展基礎(chǔ)和條件，一直保持著良好的發(fā)展勢(shì)頭，半導(dǎo)體工業(yè)的年產(chǎn)值一般均以10%以上的速度逐年遞增。電子封裝伴隨著電路、器件和元件的產(chǎn)生而產(chǎn)生，伴隨其發(fā)展而發(fā)展，終發(fā)展成當(dāng)今的封裝行業(yè)。在電子技術(shù)日新月異的變化潮流下，集成電路向著超大規(guī)模、超高速、高密度、大功率、高精度、多功能的方向迅速發(fā)展，因而對(duì)集成電路的封裝也提出了愈來(lái)愈高的要求。而集成電路封裝技術(shù)的進(jìn)步又極大地促進(jìn)了集成電路水平的提高，深刻地影響著集成電路前進(jìn)的步伐。
半導(dǎo)體芯片只是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的個(gè)體，為完成它的電路功能，必須與其他芯片、外引線連接起來(lái)。由于現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展使其集成度迅猛增加，一個(gè)芯片上引出線高達(dá)千條以上，信號(hào)傳輸時(shí)間、信號(hào)完整性成為十分重要的問(wèn)題。集成度的增加使芯片上能量急劇增加，每個(gè)芯片上每秒產(chǎn)生的熱量高達(dá)10J以上，及時(shí)散熱使電路在正常溫度下工作，成為一個(gè)重要問(wèn)題。有些電路在惡劣的環(huán)境(水汽、化學(xué)介質(zhì)、輻射、振動(dòng))下工作，這就需要對(duì)電路進(jìn)行特殊的保護(hù)。可見要充分發(fā)揮半導(dǎo)體芯片的功能，對(duì)半導(dǎo)體集成電路和器件的封裝是必不可少的。
電子封裝的四大功能為：為半導(dǎo)體芯片提供信號(hào)的輸入和輸出通路；提供熱通路，散逸半導(dǎo)體芯片產(chǎn)生的熱量；接通半導(dǎo)體芯片的電流通路；提供機(jī)械支撐和環(huán)境保護(hù)。環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)(www.epoxy-e.cn)專家介紹說(shuō)，電子封裝直接影響著集成電路和器件的電、熱、光和力學(xué)性能，還影響其可靠性和成本，同時(shí)電子封裝對(duì)系統(tǒng)的小型化常起到關(guān)鍵作用。因此集成電路和器件要求電子封裝具有優(yōu)良的電性能、熱性能、力學(xué)性能和光性能，還必須具有高的可靠性和低的成本。可以說(shuō)無(wú)論在軍用電子元器件中，還是在民用消費(fèi)類電路中，電子封裝都有著舉足輕重的地位，概括起來(lái)即基礎(chǔ)地位、先行地位和制約地位。集成電路越發(fā)展越顯示出電子封裝的重要作用。一般說(shuō)來(lái)有一代整機(jī)，便有一代電路和一代電子封裝，要發(fā)展微電子技術(shù)、要發(fā)展大規(guī)模集成電路，必須解決好三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：芯片設(shè)計(jì)、芯片制造加工工藝和封裝，三者缺一不可，必須協(xié)調(diào)發(fā)展。
根據(jù)封裝材料的不同，電子封裝可分為塑料封裝、陶瓷封裝和金屬封裝3種，其中后2種為氣密性封裝，主要用于航天、航空及軍事領(lǐng)域，而塑料封裝則廣泛使用于民用領(lǐng)域。由于塑料封裝半導(dǎo)體芯片的材料成本低，又適合于大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)，近年來(lái)無(wú)論晶體管或集成電路都已越來(lái)越多地采用塑料封裝，陶瓷和金屬封裝正在迅速減少。隨著低應(yīng)力、低雜質(zhì)含量，高粘接強(qiáng)度塑封料的出現(xiàn)，部分塑料封裝的產(chǎn)品已可滿足許多在不太惡劣環(huán)境中工作的軍用系統(tǒng)的要求，這將使過(guò)去完全由陶瓷和金屬封裝一統(tǒng)天下的軍品微電子封裝也開始發(fā)生變化。現(xiàn)在整個(gè)半導(dǎo)體器件90%以上都采用塑料封裝，而塑料封裝材料中90%以上是環(huán)氧塑封料，這說(shuō)明環(huán)氧塑封料已成為半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展的重要支柱之一。
電子材料是發(fā)展微電子工業(yè)的基礎(chǔ)，作為生產(chǎn)集成電路的主要結(jié)構(gòu)材料――環(huán)氧塑封料隨著芯片技術(shù)的發(fā)展也正在飛速發(fā)展，并且塑封料技術(shù)的發(fā)展將大大促進(jìn)微電子工業(yè)的發(fā)展。目前集成電路正向高集成化、布線細(xì)微化、芯片大型化及表面安裝技術(shù)發(fā)展，與此相適應(yīng)的塑封料研究開發(fā)趨勢(shì)是使材料具有高純度、低應(yīng)力、低膨脹、低a射線、高耐熱等性能特征。用于塑料封裝的樹脂的選擇原則：一是在寬的溫度、頻率范圍內(nèi)，具有優(yōu)良的介電性能；二是具有較好的耐熱性、耐寒性、耐濕性、耐大氣性、耐輻射性以及散熱性；三是具有與金屬、非金屬材料基本相匹配的熱膨脹系數(shù)，粘接性好；四是固化過(guò)程中收縮率要小，尺寸要穩(wěn)定；五是不能污染半導(dǎo)體器件表面及具有較好的加工性能。
環(huán)氧塑封料是由環(huán)氧樹脂及其固化劑酚醛樹脂等組分組成的模塑粉，它在熱的作用下交聯(lián)固化成為熱固性塑料，在注塑成形過(guò)程中將半導(dǎo)體芯片包埋在其中，并賦予它一定結(jié)構(gòu)外形，成為塑料封裝的半導(dǎo)體器件。它是國(guó)外在20世紀(jì)70年代初研究開發(fā)的新產(chǎn)品。用塑料封裝方法生產(chǎn)晶體管、集成電路(IC)、大規(guī)模集成電路(LIC)、超大規(guī)模集成電路(VLIC)等在國(guó)內(nèi)外已廣泛使用并成為主流。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，當(dāng)今每年用于封裝用的環(huán)氧塑封料大約20萬(wàn)噸，其中日本產(chǎn)量多居。
(本站記者 喚陽(yáng))
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