1、概述
早在20世紀(jì)70年代，封裝樹脂就已經(jīng)成為微電子封裝材料的主流，以其生產(chǎn)工藝簡單、低成本等優(yōu)點(diǎn)占據(jù)了整個(gè)封裝材料市場的95％以上，我們知道，在封裝樹脂的組成中，填充劑的含量高達(dá)70％－90％，而且為了提高封裝樹脂的綜合性能，以滿足現(xiàn)代日益發(fā)展的微電子封裝的要求，填充劑在封裝樹脂中所占的比例也將會(huì)越來越大，所以在一定程度上來講，填充劑對封裝樹脂性能的好壞起著決定性作用，對填充劑的研究也成為研究開發(fā)封裝樹脂的重要組成部分。現(xiàn)在，填充劑的添加技術(shù)已經(jīng)成為封裝樹脂生產(chǎn)廠家核心的技術(shù)。
2 、封裝樹脂用填充劑的種類和作用
在研究開發(fā)封裝樹脂的過程中，研究人員為了提高封裝樹脂的某些性能指標(biāo)，會(huì)不斷地去研究發(fā)現(xiàn)一些符合要求的填充劑，以滿足現(xiàn)代微電子封裝的需求，所以到目前為止所出現(xiàn)的填充材料也很多，但是現(xiàn)在封裝樹脂用填充劑主要是二氧化硅微粉，同樣為了提高或者改善封裝樹脂的某些性能還會(huì)使用少量的氧化物/氫氧化物。下面分別就二氧化硅微粉和氧化物/氫氧化物填充劑進(jìn)行闡述。
（1）二氧化硅微粉
在封裝樹脂中，二氧化硅微粉是為常見的填充材料，也是使用多的填充材料，在我國，有著豐富的二氧化硅礦石資源，連云港市東海縣擁有大量的二氧化硅礦石，而且已經(jīng)形成硅信息產(chǎn)業(yè)基地。二氧化硅微粉從形態(tài)的不同可以分為結(jié)晶型和熔融型，由于形態(tài)的不同導(dǎo)致不同的性能，結(jié)晶型二氧化硅微粉具有高導(dǎo)熱性和高膨脹性，而熔融型二氧化硅微粉具有低導(dǎo)熱和低膨脹性，而且結(jié)晶型比熔融型二氧化硅微粉有更大的應(yīng)力，所以使用兩種不同形態(tài)的二氧化硅微粉可以相應(yīng)得到具有不同性能的封裝樹脂。但是為了平衡二者之間的矛盾，也可以混合使用。從形態(tài)的不同可以分為角形和球形，兩者性能之間的差別類似于結(jié)晶型和熔融型之間的差別，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損等優(yōu)良性能，但是國內(nèi)球形二氧化硅微粉制造技術(shù)和工藝還不是很成熟，目前還滿足不了封裝樹脂用的要求，現(xiàn)在國內(nèi)大部分封裝樹脂制造商所使用的球形二氧化硅微粉基本上都靠進(jìn)口，使用成本比較高，目前國內(nèi)也有一些科研院所和二氧化硅微粉制造商在研究和開發(fā)封裝樹脂用球形二氧化硅微粉，但是效果都不是很好，從a射線含量的不同可以分為普通型和低鈾含量型，低鈾含量型的二氧化硅微粉可以減少由于輻射而產(chǎn)生的"軟誤差"。
（2）氧化物/氫氧化物
在封裝樹脂中，有時(shí)為了提高某些性能會(huì)加入適量的某種氧化物/氫氧化物，常用的氧化物/氫氧化物主要是Al2O3、Al（OH）3、Mg（OH）2等。
在開發(fā)高導(dǎo)熱的封裝樹脂時(shí)，往往會(huì)加入少量的Al2O3，因?yàn)锳l2O3比二氧化硅微粉具有更高的導(dǎo)熱性，但是一般會(huì)控制在一定的用量，過多會(huì)影響封裝樹脂的流動(dòng)性、電性能、工藝性能等。在研究和開發(fā)綠色環(huán)保封裝樹脂時(shí)，加入一定量的Al（OH）3或者M(jìn)g（OH）2是解決無鹵無銻的綠色環(huán)保要求的方法之一，這里Al（OH）3或者M(jìn)g（OH）2起著填充劑和阻燃劑的雙重作用，但是同樣在使用量上應(yīng)控制在10％－15％為宜，過少則滿足不了UL－V－0級的阻燃要求，過多也會(huì)影響封裝樹脂的流動(dòng)性、電性能、工藝性能等，而且在使用Al（OH）3中要注意以下特性：Al（OH）n，當(dāng)n＝3時(shí)，溫度在240攝氏度＜T＜260攝氏度會(huì)分解為Al（OH）2.5和H2O，而當(dāng)n＝2.5時(shí)，溫度在T＞260攝氏度才會(huì)分解為Al2O3和H2O，所以要想滿足260攝氏度高溫回流焊的要求，n值必須選擇為2.5。
（3）填充劑在封裝樹脂中的作用
填充劑是封裝樹脂中主要的組分，約占70％－90％的比例，所以填充劑在封裝樹脂中起著非常重要的作用。起初，主要是考慮到能夠降低成本，但是隨著對填充劑的不斷認(rèn)識和研究，發(fā)現(xiàn)填充劑不但能夠降低成本，而且也是解決封裝樹脂一系列問題的根源，通過填充劑，我們可以降低封裝樹脂的熱膨脹系數(shù)、降低熱應(yīng)力，降低吸水率、降低成型收縮率、減少樹脂溢料、提高機(jī)械性能，提高導(dǎo)熱率、提高阻燃性、提高熱形變溫度，增強(qiáng)耐磨性等等作用。
早在20世紀(jì)70年代，封裝樹脂就已經(jīng)成為微電子封裝材料的主流，以其生產(chǎn)工藝簡單、低成本等優(yōu)點(diǎn)占據(jù)了整個(gè)封裝材料市場的95％以上，我們知道，在封裝樹脂的組成中，填充劑的含量高達(dá)70％－90％，而且為了提高封裝樹脂的綜合性能，以滿足現(xiàn)代日益發(fā)展的微電子封裝的要求，填充劑在封裝樹脂中所占的比例也將會(huì)越來越大，所以在一定程度上來講，填充劑對封裝樹脂性能的好壞起著決定性作用，對填充劑的研究也成為研究開發(fā)封裝樹脂的重要組成部分。現(xiàn)在，填充劑的添加技術(shù)已經(jīng)成為封裝樹脂生產(chǎn)廠家核心的技術(shù)。
2 、封裝樹脂用填充劑的種類和作用
在研究開發(fā)封裝樹脂的過程中，研究人員為了提高封裝樹脂的某些性能指標(biāo)，會(huì)不斷地去研究發(fā)現(xiàn)一些符合要求的填充劑，以滿足現(xiàn)代微電子封裝的需求，所以到目前為止所出現(xiàn)的填充材料也很多，但是現(xiàn)在封裝樹脂用填充劑主要是二氧化硅微粉，同樣為了提高或者改善封裝樹脂的某些性能還會(huì)使用少量的氧化物/氫氧化物。下面分別就二氧化硅微粉和氧化物/氫氧化物填充劑進(jìn)行闡述。
（1）二氧化硅微粉
在封裝樹脂中，二氧化硅微粉是為常見的填充材料，也是使用多的填充材料，在我國，有著豐富的二氧化硅礦石資源，連云港市東海縣擁有大量的二氧化硅礦石，而且已經(jīng)形成硅信息產(chǎn)業(yè)基地。二氧化硅微粉從形態(tài)的不同可以分為結(jié)晶型和熔融型，由于形態(tài)的不同導(dǎo)致不同的性能，結(jié)晶型二氧化硅微粉具有高導(dǎo)熱性和高膨脹性，而熔融型二氧化硅微粉具有低導(dǎo)熱和低膨脹性，而且結(jié)晶型比熔融型二氧化硅微粉有更大的應(yīng)力，所以使用兩種不同形態(tài)的二氧化硅微粉可以相應(yīng)得到具有不同性能的封裝樹脂。但是為了平衡二者之間的矛盾，也可以混合使用。從形態(tài)的不同可以分為角形和球形，兩者性能之間的差別類似于結(jié)晶型和熔融型之間的差別，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損等優(yōu)良性能，但是國內(nèi)球形二氧化硅微粉制造技術(shù)和工藝還不是很成熟，目前還滿足不了封裝樹脂用的要求，現(xiàn)在國內(nèi)大部分封裝樹脂制造商所使用的球形二氧化硅微粉基本上都靠進(jìn)口，使用成本比較高，目前國內(nèi)也有一些科研院所和二氧化硅微粉制造商在研究和開發(fā)封裝樹脂用球形二氧化硅微粉，但是效果都不是很好，從a射線含量的不同可以分為普通型和低鈾含量型，低鈾含量型的二氧化硅微粉可以減少由于輻射而產(chǎn)生的"軟誤差"。
（2）氧化物/氫氧化物
在封裝樹脂中，有時(shí)為了提高某些性能會(huì)加入適量的某種氧化物/氫氧化物，常用的氧化物/氫氧化物主要是Al2O3、Al（OH）3、Mg（OH）2等。
在開發(fā)高導(dǎo)熱的封裝樹脂時(shí)，往往會(huì)加入少量的Al2O3，因?yàn)锳l2O3比二氧化硅微粉具有更高的導(dǎo)熱性，但是一般會(huì)控制在一定的用量，過多會(huì)影響封裝樹脂的流動(dòng)性、電性能、工藝性能等。在研究和開發(fā)綠色環(huán)保封裝樹脂時(shí)，加入一定量的Al（OH）3或者M(jìn)g（OH）2是解決無鹵無銻的綠色環(huán)保要求的方法之一，這里Al（OH）3或者M(jìn)g（OH）2起著填充劑和阻燃劑的雙重作用，但是同樣在使用量上應(yīng)控制在10％－15％為宜，過少則滿足不了UL－V－0級的阻燃要求，過多也會(huì)影響封裝樹脂的流動(dòng)性、電性能、工藝性能等，而且在使用Al（OH）3中要注意以下特性：Al（OH）n，當(dāng)n＝3時(shí)，溫度在240攝氏度＜T＜260攝氏度會(huì)分解為Al（OH）2.5和H2O，而當(dāng)n＝2.5時(shí)，溫度在T＞260攝氏度才會(huì)分解為Al2O3和H2O，所以要想滿足260攝氏度高溫回流焊的要求，n值必須選擇為2.5。
（3）填充劑在封裝樹脂中的作用
填充劑是封裝樹脂中主要的組分，約占70％－90％的比例，所以填充劑在封裝樹脂中起著非常重要的作用。起初，主要是考慮到能夠降低成本，但是隨著對填充劑的不斷認(rèn)識和研究，發(fā)現(xiàn)填充劑不但能夠降低成本，而且也是解決封裝樹脂一系列問題的根源，通過填充劑，我們可以降低封裝樹脂的熱膨脹系數(shù)、降低熱應(yīng)力，降低吸水率、降低成型收縮率、減少樹脂溢料、提高機(jī)械性能，提高導(dǎo)熱率、提高阻燃性、提高熱形變溫度，增強(qiáng)耐磨性等等作用。
