环氧塑封料的发展现状与未来

　　伴随着微电子技术以及微电子封装技术的发展，环氧塑封料作为主要的电子封装材料也得到了快速的发展。环氧塑封料以其高可靠性、低成本、生产工艺简单、适合大规模生产等特点，占据了整个微电子封装材料97%以上的市场。现在，已经广泛地应用于半导体器件、集成电路、消费电子、汽车、军事、航空等各个封装领域。对推动和促进微电子技术以及微电子封装技术的发展，起着越来越重要的作用。应该说，微电子封装材料在电子封装技术的更新换代过程中具有决定性的作用，已经形成了一代整机、一代封装、一代材料的发展模式。所以要发展先进的封装技术，必须首先研究和开发先进的封装材料。

　　1 环氧塑封料的发展历程

　　早在20世纪中期，塑料封装半导体器件生产的初期，人们曾使用环氧、酸酐固化体系塑封料用于塑封晶体管生产。但是由于玻璃化温度(Tg)偏低、氯离子含量偏高等原因，而未被广泛采用。1972年美国Morton化学公司成功研制出邻甲酚醛环氧-酚醛树脂体系塑封料，此后人们一直沿着这个方向不断的研究、改进、提高和创新，也不断出现很多新产品。1975年出现了阻燃型环氧塑封料，1977年出现了低水解氯的环氧塑封料，1982年出现了低应力环氧塑封料，1985年出现了有机硅改性低应力环氧塑封料，1995年前后分别出现了低膨胀、超低膨胀环氧塑封料、低翘曲环氧塑封料等。随后不断出现绿色环保等新型环氧塑封料。直到2004年，江苏中电华威公司在国内率先成功研制了不含卤不含锑的绿色环保塑封料，并且能够满足无铅焊料工艺高温回流焊的性能要求。随着环氧塑封料性能不断提高、新品种不断出现，产量也逐年增加。

　　国内环氧塑封料起步较晚，从20世纪80年代中后期才开始生产，当时仅是作坊式手工操作，年生产仅几十吨，真正大规模生产阶段是1992年，由江苏中电华威公司实施完成"八五"技术改造项目，引进国外第一条自动化生产线，年生产能力从几十吨一下提升到2 000吨以上，实现了第一次跨越式发展。通过十几年的发展，国内塑封料得到长足的发展，目前国内生产规模已达30 000吨左右(仅中电华威公司一家生产规模达12 000吨)，产品档次从仅能封装二极管、高频小功率管到封装大功率器件、大规模、超大规模集成电路，封装形式从仅能封装DIP到封装大面积DIP，以及表面封装用SOP、QFP/TQFP、PBGA等，生产技术水平从5 μm到3、2、l、0.8、0.5、0.35、0.25 um，研制水平已达0.13～0.10 μm。

　　2 环氧塑封料的发展现状

　　微电子封装技术的发展对封装材料的发展具有很大的带动作用，同时，封装材料的发展也进一步推动了封装技术的发展。所以两者是既互相促进又相互制约的关系。作为主要电子封装材料之一的环氧塑封料，也随着封装技术的快速发展，越来越显示出环氧塑封料的基础地位和支撑地位的重要作用。目前，全球环氧塑封料生产厂家主要集中在日本、美国、韩国、中国台湾及大陆，主要有住友电木、日东电工、日立化成、松下电工、信越化学、东芝、Hysol、Plaskon、台湾长春、连云港华威电子等厂家。现在，环氧塑封料的主流产品是适用于0.35~0.18μm特征尺寸集成电路的封装材料，研究水平已经达到0.1~0.09μm，主要用于SOP、QFP、BGA、CSP等形式的封装。预计2005年全球环氧塑封材料需求量将达16万吨左右，销售额达16亿元左右，见表1。随着全球各大封装测试厂家进军中国大陆市场，并且纷纷在中国大陆建厂，这为国内的环氧塑封料带来前所未有的发展机遇，同时也吸引了不少国外环氧塑封料厂家在大陆建厂。目前，国内环氧塑封料厂家总共有8家。包括江苏中电华威、北京科化所、成都齐创、浙江新前电子、佛山亿通电子、浙江恒耀电子、住友(苏州)、长兴(昆山)，台湾长春和日东也计划分别在常熟和苏州建厂。现在，国内大规模生产技术能够满足0.35~0.25μm技术，开发水平达到0.13~0.10μm，主要应用于SIP、DIP、SOP、PQFP、PBGA等形式的封装。2005年国内环氧塑封料需求量将达到30 000吨左右，见表2、图1。国内环氧塑封料由于起步比较早，投入也比较大，而且拥有强大的基础原材料作为支撑，所以技术发展的很快，也比较成熟。国外的环氧塑封料厂家基本上都有自己的研发中心，都具有自主开发的条件和实力，生产工艺和设备都很先进，都拥有先进的大规模生产线，包括国内的外资企业，所业他们的产品占据了大部分的中高端市场。国内的环氧塑封料企业大部分都存在规模小、技术薄弱、生产线落后等不足，产品也多半是中低档产品。只有江苏中电华威公司完全拥有较强的研发机构和团队，具有自主开发的条件和能力，而且拥有多条先进的现代化自动生产线，先进的设备和生产工艺。但是，国内外的差距还有很大，要减少差距，就必须：加大投入，包括人才培养、技术创新、工艺设备改进等：寻求国内外合作;加快配套基础原材料的发展，特别是环氧塑封料用新型高性能环氧树脂的发展;政府政策的支持和倾斜。

　　3 环氧塑封料的未来发展趋势

　　随着微电子技术以及封装技术的飞速发展，对电子封装材料环氧塑封料提出了越来越高的要求。今后，环氧塑封料将向以下几个方面发展(1)适用于超特大规模集成电路、薄型化、微型化、高性能化和低成本化封装形式的发展;(2)BGA、CSP、MCM、SiP等先进新型封装形式要求开发新型环氧塑封料;(3)能够满足不含卤和梯等绿色环保要求，特别是适用于无铅焊料工艺的高温260℃回流焊要求;(4)开发高纯度、底黏度、多官能团、低吸水率、低应力、耐热性好的环氧树脂塑封料。