多款商业化芯片底部填充胶的性能PK:Henkel vs LORD
作者:admin   日期:2023/11/18

半导体集成电路技术在过去的50年里发展迅速,晶体管栅极长度已经从10 μm 减少到4 nm,并芯片堆叠技术已经实现了从2D、2.5D演变到3D,并伴随着局部功率密度达到100 W/cm2以上。

集成电路芯片在积累热量时产生的过量热量会导致温度的急剧上升,从而呈指数级降低电子设备的寿命。因此,高效的散热也是保证其可靠性和性能的关键。

用于电子封装的理想高性能底部填充材料应同时具有高导热系数(>1.0 W·m-1·K-1)、高电阻率(>1 012 Ω·cm)、低黏度(298 K时<20 Pa·s)、适当的CTE(25~30 ppm/K)、高Tg (>398 K)、介电常数(298 K 和1 kHz 时<4.0)和低的介电损耗因子(298 K和1 kHz时<0.005),如表1所示

然而,传统的环氧基底填充材料的导热系数通常低于0.4 W(/ m·K),这很难满足不断增加的散热要求。试验证明,随着底填充材料的导热系数从0.4 W(/ m·K)增加至1.0 W(/ m·K),封装的热阻降低了22%,导致更好的散热。因此,底填充材料的导热系数对于功率密度不断增加的微电子技术非常重要。

通常,为提高导热性能,通过在环氧树脂中加入大量的导热无机填料,可以提高底填材料的导热性。但无机填料的存在增加了底部填充胶的黏度,填充时间更长,难以消除流动过程中内部的空隙导致应力集中而失效。

因此,制造具有组合热-电-机械性能,特别是高导热系数和低黏度的底填材料是迫切的需要和挑战