电子展|浅谈电子封装材料的选择与应用

在微电子技术和电子计算机的发展浪潮中，芯片制造等相关行业随之蓬勃发展。作为芯片的包装，电子封装材料的开发与应用显得至关重要，因为它不仅是电路芯片的保护层，也是芯片与外界交流的载体。电子展小编觉得，如果想要芯片发挥其最佳功效，电子封装材料的选择是必不可少的。

一．电子展浅谈电子封装材料的概念

电子封装是指对电路芯片进行包装，进而保护电路芯片，以免其受到外界环境的包装；电子封装材料则是指用于承载电子元器件极其相互联线，起到机械支撑，密封环境保护，信号传递，散热和屏蔽等作用的基本材料。

电子封装材料种类多样，一般可按照封装结构、形式和材料组成进行分类。从封装结构分，电子封装材料主要包括基板、布线、框架、层间介质和密封材料；从封装形式分, 可分为气密封装和实体封装；从材料组成分，可分为金属基、塑料基和陶瓷基封装材料。

作为电子封装的材料，它首先应满足：

1. 高的导热性，保证电子原件不受热破坏。

2. 与芯片相匹配的线膨胀系数，确保芯片不因热应力而失效。

3. 良好的高频特性，满足高速传导的需要。

除此以外，力学性能，电绝缘性能，化学性能等等都应该被考虑在内。

二．电子展浅谈电子封装材料的主流

目前，电子封装复合材料主要有四大类：(1) PMC复合材料，即聚合基复合材料；(2) MMC复合材料，即金属基复合材料；(3) CCC复合材料，也称碳/碳复合材料；(4) CMC复合材料，即陶瓷基复合材料。

四大类材料中，金属基复合材料是研究最早、理论描述最为完善的一类复合材料。

各种材料的主要性能和优缺点如下：

1.塑料封装材料。塑料有价格低，绝缘性好等优点，塑封装所使用的材料主要是热固型塑料，包括酚醛类、聚酯类、环氧类和有机硅类，其中以环氧树脂应用最为广泛。但是塑料封装材料如环氧材料，气密性不好，对湿度敏感，易导致塑料封装材料吸收的水受热膨胀，使器件爆裂。且多数塑料封装晶体管含铅，带有一定的毒性。

2. 陶瓷封装材料。陶瓷封装材料主要包括Al2O3、BeO和AlN等。陶瓷封装的优点是耐湿性好、机械强度高、热膨胀系数小和热导率高。但由于性能、环保、成本的原因，Al2O3、BeO难以满足现在人们的需求，而AlN又因为其成本和难以加工成复杂造型的缺点限制了其发展。

3. 金属基复合材料。电子封装常用的金属基复合材料主要是微观强化型金属基复合材料，按增强物类型可分为：连续纤维增强金属基复合材料、非连续增强金属基复合材料、自生增强金属基复合材料、层板金属基复合材料。增强体应具有较低的热膨胀系数 (CTE) 、高的导热系数、良好的化学稳定性、较低的成本，同时增强体应该与金属基体有较好的润湿性，并且由于其制备技术已经较为成熟，是现在可以满足大部分需求的封装材料。

4. 金属封装。金属封装材料具有较高的机械强度、散热性能优良等优点，但多数金属封装都属于实体封装，而实体封装对封装材料要求较高，必须致密、抗潮，与管芯材料粘附和热匹配良好，而且在高温、低气压下不应产生有害气体。这对加工技术提出了很高的要求。

三．电子展浅谈电子封装的未来前景

由于电子器件不断微型化、高度集成化，并对其可靠性有了更高的要求，电子封装材料应具有更高的热导率，芯片热膨胀系数的匹配性，以及更低的密度。

虽然在可预见的时间里，电子封装材料主要还是以塑料基为主，但是单一基体的各种封装材料无法满足各方面性能的综合要求，必将向多相复合化方向发展。电子展小编认为，金属基复合材料具备无可比拟的性能和成本优势，有全面满足上述要求的潜力，是电子封装材料主要的开发方向之一。