【doc】适于无铅焊剂使用要求的半导体塑封材料KE-2700系列

【doc】适于无铅焊剂使用要求的半导体塑封材料KE-2700系列 适于无铅焊剂使用要求的半导体塑封材料 KE-2700系列 l竺!竺!竺 的Eastotac和Regalite树脂进行扩能,幅度达30%. 位于米德尔堡的tackifier树脂工厂是全球最大的同类产品生产厂之一,主要生产松香 和石油树脂以及分散体.该厂于1985年便开始生产Regalite氢化石油树脂,产品主要用作 热熔胶和塑料改性剂.由于其具有多功能性和一定的兼容性,可以与苯乙烯及聚烯烃等 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 形成掺混聚合物. 伊士曼公司生产和销售化学产品,纤维和塑料制品,业务遍及全球.公司提供涂料,胶 粘剂以及特种塑料制品,是世界最大的PET聚合物生产商,也是醋酸纤维素纤维的主要供 应商. 适于无铅焊剂使用要求的 半导体塑封材料KE一2700系捌 前言 目前,整机制造厂,半导体制造厂,甚至制造其器件的材料供应厂家都在采取各种措施 减少电子器件对自然环境的负荷.其中,从用于电子器件接合的焊剂中除去铅组分就是这方 面大课题之一.在各种焊剂探讨中,从组装后强度与电性能考虑,sn—Ag—Cn焊剂作为无铅 焊剂倍受青睐.随之而来焊剂融点较过去要高20~G左右,相关的器件材料也要求比现今更 高的耐热性.所以国外在进行开发的半导体塑封材料时将耐热应力提高,保持粘接状态作一 个课题,因为组装中金属框架与塑封树脂的界面上要产生这种热应力. 据此要求,他们设法在半导体塑封材料基体树脂中引入耳电子云密度高的中介性 (mesogen)缓冲骨架,此法取得成功,使固化物的弹性与线账系数均衡减小,受热影响在粘 接界面上产生的内应力得到降低. 2.树脂设计 目前在要求高可靠性的半导性封装中,所用塑封材料以联苯环氧作基体树脂的正在增 多,因为联苯环氧具有缓冲性骨架.当将具有这样缓冲性骨架的分子引入环氧树脂固化物 中,就会使具有平面结构的分子形成叠层,在外力影响下产生滑动,因此它可使体系内产生 的应力缓和.Il'瑚(见图1) 他们使用含这种电子云密度非常高的联苯双酚型分子(图2)的固化进行了 据此, 塑封材料设计. 3.塑封材料特性 3.1一般特性 力? 《《;《 ; %..},;;$ !!=:生型筅_ .——?——_L_—]/ 缓冲性骨格 ? 图1a)因n电子相互作用形成的分子叠层状态b)应力缓和示意图 图2联苯取酚分子HOMO(最高已占分子轨道)水平的电子状态 现将3种塑封材料的螺线流动长度,凝胶时闻等一般特性和材料构成一起示于 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1.这类材料的特点 是,冈其特定的树脂骨架实现了低弹性化,所以有可能不再使用作为降低应力添加剂的弹性体,而增大无机 填充剂的添加.藉此,既可减少造成粘接性不降原因的吸水率,同时还能降低造成封装件翘曲的成型收缩 率. KE一200DC—l 麓… 螵线流动长度/era1】0嬲89 成型收缩率/%0.2"/0.15&14 0CN:邻酚线型酚醛环氧树惜;PN:可熔可辑车酚醛田化材料 B联苯酚:El':联笨般酚线型黝醛珥氧橱脂 _脆笏嬲2OO512月第J 3.2机械特性 现将本材料特有的机械特性,与对照材料KE一200DC—l一起列于表2中.从中可以看出,由于具有缓 冲性骨架的引入.其在橡胶区内的弹性模量明显下降. 在线膨胀系数方面-由于无机填料的增加,与KE一20013C-1比较其值与金属框架的值(Ni42%一Fe合金 为4.4PPm/':C,Cu为17PPm/?)更为接近. 关于Tg.尚未看到像引入联苯环氧那样大辐度的下降 3.3牯接特性 塑封材料与半导体封装中,它与常用金属的黏合力的测定结果示于图3.使用下列金属片作被粘接体: 铜台金KLFI25(Cu),在其上面依次镀镍,钯,金制成的预电镀框架(PPF),铜合金上镀 银物(Ag)和Ni42% 一 Fe合金(42Alloy).将各金属表面上具有2ram粘接面积的试片在180.x60s条件下压铸成形,于室温下测 定其界面破坏时的强度.此片在测定前要在85?,6O%相对温度下进行168h的吸湿处理. 苫 \ 能 鹱 站 据 0 CuPPFAg 目KE一200DC一10KE-27(}D 图3对各金属粘接性 42Al10 恿K巨-270D-2 结果表明,对铜来讲三者粘接强度相差不大,然而对其他框架,其中特别是PPF与Ag,这两种塑封材料 怕粘接性能均比较好 3.4常温放置性能 目前,大部』一家为使其开发的耐IR回流性性封材料的热膨胀系数与其接合的金属框架的接近,,般 彩大量添加无机填充材料的办法这时为平衡其流动性,使用低熔融黏度的基体树脂,这样一来会使其常温 放置一陛能显着恶化. 而对于KE一270D系列来说,使用联苯二酚作固化材料,因其在达到非常高的温度之前不会熔融,所以 是常温下难于反应的同化体系e与过去材料KE,20OD系列相比.它是一种具有此种性能非常好的材料.(见 图4) 因此材刳成形,常温时放置后流动性能小会叫F降,而在半导体封袈成形时存在触动内部导 13 口 塑:!!=::!!苎 线或发生未填充等不适合情况的因素,所以可以期望成形材料利用率能够提高 宝 \ 臀 蠼 船 髫 时间/h 图435?下放置螺线流动长度随时间变化情况 4.半导体封装的评价 4.1耐IR回流性 表3列出了一类难易度非常大的耐IR回流性评价结果,所用的是QFP一208(28mmx28mmx3.2mm)这 种比较大型并具厚度的封装件从表中可以看到,与过去材料KE-200D系列相比这种材料的耐lR回流性 能要好得多.其原因是,n电子云密度高的缓冲性骨架引入后可以兼顾低弹性与低线膨胀性,所以不仅降低 了受热影响在黏合界面上产生的内部应力.同时还缓和了固高变形能力产生了界面与应力,使得粘接性能 得以提高. 4.2连续成形性能 本半导体封装的生产:[艺过程中如进行连续化操作,塑封树脂含附着于模具表面,或在成形的封装件 表面产生不光滑现象,这就需要添加一个非常规操作的模具清洗操作过程 近年来,大部分塑封材料厂家刘正在开发的高可靠性材料时均力图其粘接性能更加好一些,所以通常 这种树脂附着或封装件表面不光滑现象会产生得更快,成了妨碍生产操作f疗一个原因,因此,在大规模生产 现场这种连续成形性能就成r提高,I产效率的雨要题. 14 _挠j竺 KE-200DC-1KE一27ODI(E-27{)D-2 图5QFP208集成电路封装件(PPF导线架)经260~1R回流处理后超声波探伤图象 吸水条件:85~C/60%RH/168h 所以这种开发产品KE-270D系列,同其基体树脂骨架的特点使其弹性模量下降,无须再引入固化体系 之外的多余成分弹性体也可连续地得到性能稳定的成形产品. 表4示出了TSOP-50P(42Alloy框架)经1000次注射成形后所引起的封装件表面不光滑,模具表面污 染和排气缝部分的树腊附着情况.其成型条件是180"(3,熟化时间45s,注入时问7s.用此材料,与目前大部分 半导体封装厂家使用中感觉无问题的KE一200D系列来比,会得到更好的效果 5结语 如上所述,这种开发材料KE-270D系列,不仪是解决了迄今为止耐IR回流性良好材料相关的各种问 题非常优秀的塑封材料,而且由于其同化后树脂强度高.用通用的成型机械可以成型,成为应用范围非常广 泛的供选材料. 利用这种联苯双酚类固化材料的热稳定性打算研制一种适于无卤环境要求的材料,在不含滇化环氧的 情况也具有足够的阻燃性,最近准器小样试制 由于选择了n电子云密度高的联苯双酚分子作组成物各种性能得到改进,这是由熔点(升华点)非常 高联苯双酚与其他组分合金化后得以实现的.依据的是公司本身独自知识产权技术. 参考文献 …TShiraishi,M.0chi,Polymer.33,2975(1992). [2】M.Harada,M.0chi,J.Polym.Sci.PartB.41,1198,(2003) 【3】市川功,校元香津子,内田健,日本接着学会祜,40,51,(2004). 15 新领域,新品种Pu胶粘剂 —— 行业发展的重中之重 主要品种已形成规模 t998印lu:界Pu胶粘剂的产芾约为9(力[(100%同古),2004年达到100月cJ:我国PU胶粘剂