封装树脂用填充剂的研究_下游前沿_资讯

1、概述

    早在20世纪70年代，封装树脂就已经成为微电子封装材料的主流，以其生产工艺简单、低成本等优点占据了整个封装材料市场的95％以上，我们知道，在封装树脂的组成中，填充剂的含量高达70％－90％，而且为了提高封装树脂的综合性能，以满足现代日益发展的微电子封装的要求，填充剂在封装树脂中所占的比例也将会越来越大，所以在一定程度上来讲，填充剂对封装树脂性能的好坏起着决定性作用，对填充剂的研究也成为研究开发封装树脂的重要组成部分。现在，填充剂的添加技术已经成为封装树脂生产厂家核心的技术。

2 、封装树脂用填充剂的种类和作用

    在研究开发封装树脂的过程中，研究人员为了提高封装树脂的某些性能指标，会不断地去研究发现一些符合要求的填充剂，以满足现代微电子封装的需求，所以到目前为止所出现的填充材料也很多，但是现在封装树脂用填充剂主要是二氧化硅微粉，同样为了提高或者改善封装树脂的某些性能还会使用少量的氧化物/氢氧化物。下面分别就二氧化硅微粉和氧化物/氢氧化物填充剂进行阐述。

（1）二氧化硅微粉

    在封装树脂中，二氧化硅微粉是为常见的填充材料，也是使用多的填充材料，在我国，有着丰富的二氧化硅矿石资源，连云港市东海县拥有大量的二氧化硅矿石，而且已经形成硅信息产业基地。二氧化硅微粉从形态的不同可以分为结晶型和熔融型，由于形态的不同导致不同的性能，结晶型二氧化硅微粉具有高导热性和高膨胀性，而熔融型二氧化硅微粉具有低导热和低膨胀性，而且结晶型比熔融型二氧化硅微粉有更大的应力，所以使用两种不同形态的二氧化硅微粉可以相应得到具有不同性能的封装树脂。但是为了平衡二者之间的矛盾，也可以混合使用。从形态的不同可以分为角形和球形，两者性能之间的差别类似于结晶型和熔融型之间的差别，另外，球形二氧化硅微粉具有更好的填充性能、更低的吸水率和更小的模具磨损等优良性能，但是国内球形二氧化硅微粉制造技术和工艺还不是很成熟，目前还满足不了封装树脂用的要求，现在国内大部分封装树脂制造商所使用的球形二氧化硅微粉基本上都靠进口，使用成本比较高，目前国内也有一些科研院所和二氧化硅微粉制造商在研究和开发封装树脂用球形二氧化硅微粉，但是效果都不是很好，从a射线含量的不同可以分为普通型和低铀含量型，低铀含量型的二氧化硅微粉可以减少由于辐射而产生的"软误差"。

（2）氧化物/氢氧化物

    在封装树脂中，有时为了提高某些性能会加入适量的某种氧化物/氢氧化物，常用的氧化物/氢氧化物主要是Al2O3、Al（OH）3、Mg（OH）2等。
在开发高导热的封装树脂时，往往会加入少量的Al2O3，因为Al2O3比二氧化硅微粉具有更高的导热性，但是一般会控制在一定的用量，过多会影响封装树脂的流动性、电性能、工艺性能等。在研究和开发绿色环保封装树脂时，加入一定量的Al（OH）3或者Mg（OH）2是解决无卤无锑的绿色环保要求的方法之一，这里Al（OH）3或者Mg（OH）2起着填充剂和阻燃剂的双重作用，但是同样在使用量上应控制在10％－15％为宜，过少则满足不了UL－V－0级的阻燃要求，过多也会影响封装树脂的流动性、电性能、工艺性能等，而且在使用Al（OH）3中要注意以下特性：Al（OH）n，当n＝3时，温度在240摄氏度＜T＜260摄氏度会分解为Al（OH）2.5和H2O，而当n＝2.5时，温度在T＞260摄氏度才会分解为Al2O3和H2O，所以要想满足260摄氏度高温回流焊的要求，n值必须选择为2.5。

（3）填充剂在封装树脂中的作用

    填充剂是封装树脂中主要的组分，约占70％－90％的比例，所以填充剂在封装树脂中起着非常重要的作用。起初，主要是考虑到能够降低成本，但是随着对填充剂的不断认识和研究，发现填充剂不但能够降低成本，而且也是解决封装树脂一系列问题的根源，通过填充剂，我们可以降低封装树脂的热膨胀系数、降低热应力，降低吸水率、降低成型收缩率、减少树脂溢料、提高机械性能，提高导热率、提高阻燃性、提高热形变温度，增强耐磨性等等作用。