填料对环氧模塑料(EMC)的性能影响

填料对环氧模塑料(EMC)的性能影响
谢广超
(江苏中电华威电子股份有限公司连云港，222004)

摘要：在环氧模塑料中，填料的含量高达60~90％，所以填料的选择与性能对环氧模塑料的性能有很大的影响。本文主要从填料对EMC的黏度、热膨胀系数、溢料性、热导率、吸水率等，性能的影响进行研究。

关键词：填料 EMC 性能 影响

1 前言

随着微电子封装技术的迅速发展，也带动了目前作为主要的电子封装材料环氧模塑料的快速发展。电子封装从过去的陶瓷封装和金属封装，发展到现在占有主导地位的塑料封装，约占封装市场的90％以上，而塑料封装材料有97％以上是环氧模塑料。在环氧模塑料中，填料的含量高达60％-90％，所以填料的选择方案及其性能对环氧模塑料的性能有着非常重要的影响，对环氧模塑料的综合性能起着决定性作用。因此，填料成为各大环氧模塑料制造商的主要研究对象，填料技术也成为环氧模塑料制造商的主要核心技术之一。

2 EMG用填料的分类及发展现状

填料的种类很多，有有机的也有无机的，但是EMC用的填料主要是无机填料——二氧化硅。二氧化硅微粉，其形状可分为角形和球形；在内部结晶形态上可分为熔融形和结晶形；从a射线含量来分可分为普通形和低铀含量形。

虽然二氧化硅微粉有不同的分类，但是它们作为填充剂，有着共同的特点，就是能够改善EMC的某种参数与特性，比如：能够减少收缩、增强韧性、增强耐磨性、减少吸水性、提高热形变温度、提高热导率、减小热膨胀系数、降低成本，等等。但是也存在不足，比如：增加重量、增加黏度、提高介电常数，等等。他们有着共性，也同样存在个性，比如：球形二氧化硅微粉比角形二氧化硅微粉有更大的填充量、具有良好的流动性、抗龟裂性等；熔融型二氧化硅具有低导热率和低线膨胀系数；结晶型二氧化硅具有较高的导热率和高线膨胀系数；低铀含量形的二氧化硅可以减少由于辐射而产生的“软误差”。 目前，国内二氧化硅生产厂家也比较的多，享有“水晶之都”的连云港东海县把硅产业作为地方的支柱产业来发展，现在已成规模。但是国内的二氧化硅填料还不能满足EMC的发展要求，特别是高纯度、低铀含量、宽粒度分布的球形二氧化硅填料。现在球形的二氧化硅填料主要靠进口，这也无形地增加了EMC的制造成本，也减弱了在市场的竞争力。国外EMC用二氧化硅填料发展得比较早也比较快，像日本、美国、马来西亚等，他们占据了主要的高端市场。

3 填料对EMC性能的影响

填料二氧化硅微粉，它具有介电性能优异、热膨胀系数低、导热系数高及价格低等特点，用它作填料主要目的是使EMC热膨胀系数、吸水率、成型收缩率及成本降低；耐热性、机械性能、介电性能及导热系数提高。二氧化硅填料在EMC中的含量高达60％-90％，所以它们的性能优劣对EMC的品质有着十分重要的影响。下面主要从填料对EMC的黏度、热膨胀系数、溢料性、热导率、吸水率等性能的影响进行分析研究。

3．1 填料对EMC黏度的影响

在EMC中，填料的主要作用是提高热导率、降低热膨胀系数和成型收缩率，还可以起到增强作用，提高可靠性，降低成本等，所以研究人员千方百计把填料的填充量尽可能的提高。但是增加填充量的同时也会增加EMC的黏度，降低成型性，对集成电路的金线有冲击，影响可靠性，所以填充量要选择适当。目前，提高填充量而黏度基本不变的方法，主要是通过调整粒度分布，提高堆砌密度，选择球形的或者角形和球形混用的复合无机填料技术，并选择低黏度树脂，可以达到提高填充量而EMC黏度基本不变的要求。配制的复合无机填料的中位粒径以5-40微米为最佳。

3．2 填料对EMC热膨胀系数的影响

降低EMC热膨胀系数的主要方法就是增加无机填料用量。环氧树脂的膨胀系数大约是6

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