環氧塑封料(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,在電子封裝中起著非常關鍵的作用。據《我國集成電路材料專題系列報告》顯示,90%以上集成電路均采用環氧塑封料作為包封材料,故環氧塑封料已成為現代半導體封裝中主導材料。
目前,硅微粉是環氧塑封料(EMC)最主要的填料劑,占比約為60%-90%,環氧塑封料性能提升均需通過提升硅微粉性能實現,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、流動性、在環氧塑封料中的含量及封裝時對器件金絲的沖擊。品質較高硅微粉可降低環氧塑封料溢料飛邊,且具有較好流動性及較高電絕緣性。
高端器件封裝用的環氧塑封料多以球形硅微粉為主。球形硅微粉流動性好,與樹脂攪拌成膜均勻,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。
為使球形硅微粉能更好的應用于環氧模塑料,一般對球形硅微粉產品的粒度分布、化學成分、電導率、pH、球化率和白度等性能參數進行檢測,以控制其質量。例如,球形硅微粉的粒度分布關系到其在環氧模塑料中的填充率。純度是球形硅微粉產品最關鍵的性能指標之一,直接決定最終的球形硅微粉產品質量,進而影響模塑料的介電絕緣性能,關系到集成電路和電子元器件的穩定可靠性。電導率高會影響環氧模塑料制品的介電性能。球化率越高,球形硅微粉產品在環氧模塑料中的填充性能越好。
目前,球形硅微粉廠商主要有Tatsumori、Denka、Micron、聯瑞新材、浙江華飛、Kosem及Admatechs,平均粒徑在1-30μm之間,主要工藝路線為火焰熔融法。
環氧塑封料領域內傳統封裝中國產化較高,但先進封裝中外資廠商仍處壟斷地位。根據Yole數據,預計2022年至2028年封裝市場將以6.9%復合年增長率增長,2028年將達到1,360億美元,其中先進封裝為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總量98%以上,預計到2025年我國電子封裝領域對環氧塑封料需求量將達到21-32萬噸。目前我國環氧塑封料產能約占全球產能35%,現已為世界上最大環氧塑封材料及封裝填料生產基地。
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