環(huán)氧塑封料(EMC)是封裝電子器件和集成電路最主要的一種熱固性高分子復合材料,作為封裝主要材料之一,在電子封裝中起著(zhù)非常關(guān)鍵的作用。據《我國集成電路材料專(zhuān)題系列報告》顯示,90%以上集成電路均采用環(huán)氧塑封料作為包封材料,故環(huán)氧塑封料已成為現代半導體封裝中主導材料。
目前,硅微粉是環(huán)氧塑封料(EMC)最主要的填料劑,占比約為60%-90%,環(huán)氧塑封料性能提升均需通過(guò)提升硅微粉性能實(shí)現,故對硅微粉粒度、純度以及球形度有更高要求。而硅微粉的粒度分布直接影響EMC粘度、飛邊、流動(dòng)性、在環(huán)氧塑封料中的含量及封裝時(shí)對器件金絲的沖擊。品質(zhì)較高硅微粉可降低環(huán)氧塑封料溢料飛邊,且具有較好流動(dòng)性及較高電絕緣性。
高端器件封裝用的環(huán)氧塑封料多以球形硅微粉為主。球形硅微粉流動(dòng)性好,與樹(shù)脂攪拌成膜均勻,填充量最高可達90.5%;球形硅微粉制成的塑封料應力集中最小,強度最高;球形硅微粉摩擦系數小,對模具的磨損小,使模具的使用壽命長(cháng)。
為使球形硅微粉能更好的應用于環(huán)氧模塑料,一般對球形硅微粉產(chǎn)品的粒度分布、化學(xué)成分、電導率、pH、球化率和白度等性能參數進(jìn)行檢測,以控制其質(zhì)量。例如,球形硅微粉的粒度分布關(guān)系到其在環(huán)氧模塑料中的填充率。純度是球形硅微粉產(chǎn)品最關(guān)鍵的性能指標之一,直接決定最終的球形硅微粉產(chǎn)品質(zhì)量,進(jìn)而影響模塑料的介電絕緣性能,關(guān)系到集成電路和電子元器件的穩定可靠性。電導率高會(huì )影響環(huán)氧模塑料制品的介電性能。球化率越高,球形硅微粉產(chǎn)品在環(huán)氧模塑料中的填充性能越好。
目前,球形硅微粉廠(chǎng)商主要有Tatsumori、Denka、Micron、聯(lián)瑞新材、浙江華飛、Kosem及Admatechs,平均粒徑在1-30μm之間,主要工藝路線(xiàn)為火焰熔融法。
環(huán)氧塑封料領(lǐng)域內傳統封裝中國產(chǎn)化較高,但先進(jìn)封裝中外資廠(chǎng)商仍處壟斷地位。根據Yole數據,預計2022年至2028年封裝市場(chǎng)將以6.9%復合年增長(cháng)率增長(cháng),2028年將達到1,360億美元,其中先進(jìn)封裝為786億美元,占比為57.79%,傳統封裝為575億美元。目前在全世界范圍內需要塑料封裝半導體元器件占市場(chǎng)總量98%以上,預計到2025年我國電子封裝領(lǐng)域對環(huán)氧塑封料需求量將達到21-32萬(wàn)噸。目前我國環(huán)氧塑封料產(chǎn)能約占全球產(chǎn)能35%,現已為世界上最大環(huán)氧塑封材料及封裝填料生產(chǎn)基地。
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