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　　电子封装材料典型应用 电子封装材料是用于承载电子元器件及其互连线，并具有良好电绝缘性能的基本材料，主要起机械支持、密封保护、信号传递、散失电子元件所产生的热量等作用，是高功率集成电路的重要组成部分因此对于封装材料的性能要求有以下几点：具有良好的化学稳定性，导热性能好，热膨胀系数小，有较好的机械强度，便于加工，价格低廉，便于自动化生产等然而，由于封装场合的多样化以及其所使用场合的差异性，原始的单一封装材料已经不能满足日益发展的集成电路的需要，进而出现了许多新型的封装材料，其中一些典型材料的种类及应用场合列举如下1、金属金属材料早已开发成功并用于电子封装中，因其热导率和机械强度高、加工性能好，因此在封装行业得到了广泛的应用表1为几种传统封装金属材料的一些基本特性其中铝的热导率高、质量轻、价格低、易加工，是最常用的封装材料但由于铝的线/K)和GaAs的线/K)相差较大，所以，器件工作时热循环所产生的较大热应力经常导致器件失效，铜材也存在类似的问题Invar(镍铁合金)和Kovar(铁镍钴合金)系列合金具有非常低的线膨胀系数和良好的焊接性，但电阻很大，导热能力较差，只能作为小功率整流器的散热和连接材料。

　　因此适用于大功率器件的封装材料、热沉材料、散热元件、陶瓷以及砷化镓基座等2、陶瓷SMD(表面贴装器件)陶瓷封装基座，广泛用于石英晶体振荡器和石英晶体谐振器的陶瓷封装基座半导体陶瓷封装形式是一种比较特殊的封装形式，可以直接应用于大功率工作环境中这种形式的封装优点是： 1)、耐湿性好，不易产生微裂现象； 2)、热冲击实验和温度循环实验后不产生损伤，机械强度高； 3)、热膨胀系数小，热导率高； 4)、绝缘性和气密性好，芯片和电路不受周围环境影响，更重要的是其气密性能满足高密封的高要求； 5)、避光性好，能有效的遮蔽可见光及极好的反射红外线，还能满足光学相关产品的低反射要求Al2O3陶瓷是电子封装中常用的一种基片材料，具有较高的绝缘性能和优异的高频特性，线膨胀系数与电子元器件非常相近，化学性能非常稳定且热导率高同时Al2O3陶瓷是目前应用最成熟的陶瓷基片材料，以其价格低廉、耐热冲击性和电绝缘性较好、制作和加工技术成熟而被广泛应用，占整个陶瓷基片使用行业的90%但是由于Al2O3陶瓷热导率相对较低，因而不能在大功率集成电路中大量使用下面是Al2O3陶瓷的部分性能指标 不同纯度下Al2O3陶瓷的部分性能指标项目测试条件材料牌号A-7575%AL2O3瓷A-9090%AL2O3瓷A-9595%AL2O3瓷A-9999%AL2O3瓷A-99.5透明瓷体积密度 ＞3.2＞3.40＞3.60＞3.70＞3.75抗折强度 03000线.56.5-7.320-800℃-6.3-7.36.5-86.5-86.5-8导热系数 -----介电常数1 MHz 20℃≤99-109-109-10.59-10.5500℃--9-10--10GHz 20℃-9-109-109-10.5-10GHz 20℃--≤10≤6-体积电阻率100℃＞1012＞1013＞1013＞1013＞1014AlN陶瓷基片是一种新型的基片材料，具有优异的电性能和热性能，被认为是最具发展前途的高导热陶瓷基片AlN陶瓷基片具有比Al2O3更高的热导率和与Si材料更匹配的线膨胀系数，且介电常数低，适用于高功率、多引线和大尺寸芯片；由于AlN材质坚硬，在严酷环境下仍能照常工作，因此，用AlN可以制成很薄的衬底，以满足不同封装基片应用需要。

　　但是，AlN陶瓷的制备工艺复杂、成本高，故至今未能进行大规模的生产和应用目前已开发出FPl6和LCC64的多层陶瓷封装产品，高温共烧多层陶瓷基片的性能指标为：热导率150~200 w／(m·K)；抗弯强度>

　　300 MPa；层数7～10；方阻

　　据报道，将负热膨胀材料ZrW2O8粉体按一定比例与E一5l环氧树脂混合，通过超声波处理，可以使ZrW2O8粉体均匀分散在环氧树脂基体中随着ZrW2O8质量分数增加，封装材料的热膨胀系数降低，玻璃化温度升高，拉伸、弯曲强度提高Rim-dusit等研发了三元氧氮杂萘、环氧树脂、酚醛树脂低黏度聚合物封装材料，具有较好的可靠性和加工性，玻璃化转变温度为170℃，350℃时热质量损失5％，氧氮杂萘提高了三元系统的热稳定性和力学性能硅橡胶具有较好的耐热老化、耐紫外线老化、绝缘性能，主要应用在半导体芯片涂层和LED封装胶上据报道，将复合硅树脂和有机硅油混合，在催化剂条件下发生加成反应，得到无色透明的有机硅封装材料，可用于大功率白光LED上，透光率达到98％，白光LED的光通量可达42.65 lm，取得了较好的应用效果环氧树脂作为透镜材料时，耐老化性能明显不足，与内封装材料界面不相容，使LED的寿命急剧降低硅橡胶则表现出与内封装材料良好的界面相容性和耐老化性能目前，高折光指数的硅橡胶材料已成为国外生产有机硅产品的大公司的研发和销售热点聚酰亚胺可耐350~450℃的高温、绝缘性好、介电性能优良、抗有机溶剂和潮气的浸湿等优点，在半导体及微电子工业上得到了广泛的应用．聚酰亚胺主要用于芯片的钝化层、应力缓冲和保护涂层、层间介电材料、液晶取向膜等，特别用于柔性线路板的基材。

　　通过分子设计可以进行材料改性，如提高粘附性，可以引入羟基或环氧基团提高柔韧性、降低固化应力，可以引入硅氧键等4、复合材料作为导热性电子材料，金属材料能满足导热性要求，但它的导电性限制了它的使用范围；无机非金属晶体同时具有优良的导热性和绝缘性，是理想的导热性电子材料，但制备困难，成本高；聚合物成型方便，易于生产，介电性好，但导热差复合材料是由两种或两种以上的物理或者化学性质不同的物质组合而得到的一种热固性材料因为复合效应，复合材料的性能会比它的组成物质更好，或者具有原来组成物所没有的性能复合材料固化组合后不仅封装材料的导热系数提高了，热膨胀系数也显著降低，抗弯曲、抗脱层性能也提高了参考文献：[1]万群，钟俊辉．电子信息材料[M]北京：冶金工业出版社，1990．石功奇，王健，丁培道．陶瓷基片材料的研究现状[J]功能材料，1 994，24(2)：1 76—180．[2]高技术新材料要览编写组．高技术新材料要览[M]北京：中国科学技术出版社，1993．[3]王岱峰李文兰，庄汉锐，等高导热AlN陶瓷研究进展[J]材料导报，1998，12(1)：29—31[4]高尚通，赵正平电子封装在中国的发展趋势[刀。

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