IC 封装载板用有机复合基板材料研究进展
陈忠红 任英杰 王亮 陈佳 周蓓 刘国兵 谢志敏
(浙江华正新材料股份有限公司)
摘要:
有机复合基板材料在电子封装中主要起到半导体芯片支撑、散热、保护、绝缘及与外电路互连的作用。随着电子产品高速化、高性能化、小型化、低成本化以及先进封装技术的不断出现和高密度封装基板的发展需求,对封装基板材料提出了更高的性能要求,包括高弯曲模量、高玻璃化转变温度、高热分解温度、低的热膨胀系数、高电绝缘性、高的导热等性能。本文综述了各种改性树脂制备IC 封装载板有机复合基板材料研究进展。
1 引言
电子产品发展日新月异,离不开芯片封装技术的快速进步;封装基板材料作为IC 载板的关键原材料一直都是技术开发的重要方向。IC 芯片集成度的发展仍基本遵循著名的Moore 定律[1-4],致使数字网络时代电子设备向微型、轻质、超薄、高性能发展,为匹配这趋势;小型、细引脚节距、立体化、高频高速、大功率密度等成为电子封装发展方向。电子封装技术也从DIP、PGA、QFP 等初级水平向微系统叠层三维封装、叠层MCM、BGA、模块叠层三维封装、芯片叠层三维封装等方向推进。
基板材料在整个电子封装领域有着极其重要的地位。基板主要起到为芯片及元器件提供机械支撑保护、散热及绝缘等重要作用,其性能的好坏影响着IC 制造水平的高低[5]。高频高速化是电子封装技术的发展方向,其导致芯片及其封装结构的整体尺寸越来越小,局部热量积累的现象更加严重,这就给电子封装用基板材料提出了更加苛刻的要求。为了保障电子元器件持续稳定地高效运行,电子封装用基板材料应当具备以下几点性能[6,7]:1
(1)高的机械强度:基板起到搭载支撑元器件的作用,其较高的机械性能是元器件能够稳定持续工作的外部保障;如弯曲模量达28Gpa 以上。
(2)良好的加工性:基板需要加工成所需的各种形状,特别是多层超薄HDI 加工,所以加工性能对于基板材料也极为关键;
(3)热膨胀系数与连接材料相匹配:与基板连接的材料基本上指的是硅。两者间若热膨胀系数差别太大容易诱发界面结合失效;如CTE-XY