国外环氧树脂电子封装材料的技术开发方向

     随着半导体技术的飞速发展，对封装材料的要求也越来越高，以前应用的普通环氧树脂已不能完全满足技术要求。目前国外对环氧树脂的技术改进主要集中在以下两个方面。
    
    　　1、低粘度化 用环氧树脂封装成型的半导体器件是由不同的线膨胀系数的材料组成的。在封装器件内部，由于成型固化收缩和热收缩而产生的热应力，是强度下降、老化开裂、封装裂纹、空洞、钝化、离层等各种缺陷的主要原因。而低粘度化的主要目的就是降低封装树脂的内应力，使其具有高填充性和可靠性，以使封装器件具有高可靠性。可采用的方法主要有三种：(1)降低封装材料的玻璃化温度；(2)降低封装材料的模量；(3)降低封装材料的线膨胀系数。但是当采用上述方法(1)、(2)时，在降低玻璃化温度的同时，也降低了封装材料的耐热性，最后的结果是封装器件的可靠性也降低了。比较而言，方法(3)是比较理想的，现在已成为降低内应力的主要方法。该方法通常是在环氧树脂中添加大量的二氧化硅之类的无机填充剂粉末，大幅度降低封装材料的线膨胀系数，达到降低内应力的目的。为了使填充的大量无机填充剂均匀，要求环氧树脂粘度低或熔融粘度低，只有这样才能使封装材料具有优良的流动性，使封装器件实现小型、薄型化，既具有高性能，又具有低应力。
    
    　　2、提高耐热性、降低吸水串 近年来，随着电子领域高密度安装技术的迅速发展，采用薄型化封装的越来越多。但是当这种薄型封装器件安装到印刷线路板上时，要把封装件整体放到锡浴中浸渍，这种焊接工艺要经受200℃以上的高温，此外，在航天航空、国防等高科技领域，由于使用环境的恶劣，要求封装材料必须具备高耐热性。为了提高封装材料的耐热性，一般是要提高封装材料的交联度。另外，在环氧树脂的结构中导入奈环、恿环等多环基，或者在二聚环戊二烯骨架中导入酚基也可达到提高耐热性的目的。很显然多官能团型的环氧树脂是有利于提高封装材料的交联度的。 随着封装器件的高性能化，要求环氧树脂不仅要具有高耐热性，还必须具有低吸水率。如果所用环氧树脂封装材料的耐湿性不好，则封装件金属配线易被腐蚀钝化；另一方面，如果封装件处在高温高湿环境中，则水分易从封装材料和引出线框界面或孔隙处浸入，使配线结构产生松动等不良缺陷。为了降低封装材料的吸水率，在环氧树脂结构中尽量减少经基和醚基等极性大的基团浓度，导入极性小的C—H键和憎水性较大的含硅和含氟结构。 提高耐热性和降低吸水率是一对矛盾。因为提高封装材料的耐热性，一般是要提高封装材料的交联度。但是，封装材料的自由体积也增加了，导致吸水率也提高了。这就需要在二者中找到最佳平衡值，既使封装材料具有高耐热性，又具有低吸水率。经实验证明：最好采用官能团数多，分子量大的原料与环氧氯丙烷反应后形成缩水甘油醚，这类原料包括联苯、荣和脂肪族多环化合物(如二聚环戊二烯)。此外，添加填料对防止水分渗透是有利的，但是增加填料含量是有限度的，太多的填料容易引起塑封料熔融粘度上升，影响到塑封料的成型性能。
    
    　　环氧树脂在电子封装材料中有着极其重要的作用，但是为了适应半导体技术的飞速发展，封装材料技术也在不断地进步。目前国外高性能封装材料的需求和开发正向以下两个方面发展：(1)开发低粘度或熔融粘度低的二官能团型的环氧树脂，通过填充高含量无机填充剂，大幅度降低封装器件的内应力，减少钝化开裂、配线松动和导线断裂等不良缺陷；(2)开发多宫能团型的环氧树脂，同时在环氧树脂中导入耐热和耐湿结构的化合物，使封装器件既具有高耐热性，又具有低吸水率和低的内应力。