《环氧树脂入门》—热固性树脂专辑

第一章 环氧树脂概论

第二章 环氧树脂

第三章 环氧树脂固化剂

第四章 环氧树脂材料的改性

第五章 固化结构的形成及其性质

1、封装技术简介：
a.封装的必要性：裸芯片与布线板实现微互联后，需要通过封装技术将其密封在塑料、玻璃、金属或陶瓷外壳中，以确保半导体集成电路芯片在各种恶劣条件下正常工作，狭义的封装（packaging）即指该工艺过程；
b.各种封装技术及其特征：
■单芯片封装的各种封装形式：
气密封装型—金属外壳封接型、玻璃封接型、钎焊封接型
非气密封装型—传递模注塑封装型、液态树脂封装型、树脂块封装型；
■MCM的各种封装法及其特征比较：
气密性封装(hermetic sealing)—低熔点玻璃封接法、钎焊封接法、缝焊封接法、激光熔焊法；
非气密性封装（nonhermetic sealing）—树脂封装法（注型法casting  涂布法coating  浸渍法dipping  滴灌法potting  流动浸渍法）
■评估封装特征及效果的项目：拆装返修性、耐湿性、耐热性、耐热冲击性、散热性、耐机械冲击性、外形形状尺寸的适应性、大型化、价格、环保特性；

2、非气密性树脂封装技术：
a.传递模注塑封技术：
■模注树脂成分及特性：填料filler约70%、环氧树脂约18%以下、固化剂约9%以下、此外还有触媒（固化促进剂）、耦合剂、脱模剂、阻燃剂、着色剂等添加剂，其总量一般控制在3%～7%；
■填充料及添加剂对模注树脂特性的影响：可加入的填充料有晶态SiO2，α-Al2O3、熔凝SiO2（非晶态SiO2或石英玻璃）。它们对热膨胀系数、耐焊性、耐裂纹性等均有很大的影响；
■传递模注装置、模具及传递模注工艺：基本工艺如下：插入并固定芯片框架—料饼投入—树脂注入、硬化—取出模注好的封装体—160～180度数小时高温加热使聚合完全；
■模注树脂流速及粘度对Au丝偏移（冲丝）的影响：封装树脂在型腔内流动会造成微互联Au丝的偏移，偏移量同封装树脂在型腔内的流速及封装树脂在型腔内粘度有关，为了减小冲丝现象，应降低树脂的粘度，并控制封装树脂尽量缓慢地在型腔内流动； 全文 »

1、微互联技术与封装：
微电子封装技术一直追随着IC的发展而前进，一代IC，就有相关一代微电子封装相配合。毫无疑问，微电子封装技术的发展必然对微互联技术提出更高的要求。

2、钎焊材料及其浸润性：钎焊可定义为“需要连接的母材金属不熔化，在其间隙中充填熔点比母材的低、且呈熔化状态的金属或合金，经冷却固化而实现母材间的连接”
a.各种钎焊材料及其浸润性：
■各种钎焊（软钎焊及硬钎焊）材料及其熔点温度范围：焊料熔点高于450℃，这种焊料称为硬钎料（brazing filler metal），采用硬钎料的钎焊为硬钎焊（brazing），焊料熔点低于450℃，采用这种焊料的称为软钎焊（soldering）；
■Sn-Pb系焊料的特性：由锡铅构成的Sn-Pb系焊料因Sn-Pb配比不同，特性会有很大变化，其中Pb的熔点为327℃，Sn的熔点为232℃，在63Sn/37Pb的共晶焊料成份时熔点最低为183℃；
b.焊料浸润性的定义及评价方法：
■焊料浸润性的定义：焊料浸润性的好坏，可根据焊料附着于导体膜或金属表面时所形成接触角的大小来判断，焊料与膜层间的接触角越小，焊料的浸润性越好；
■焊料浸润性的评价方法：
展宽法—ASTM-B-545、JIS-Z-3197（焊料球法、焊料丸法、焊料浆料法）
浸渍法—MIL-STD-883、JIS-C-5033
接触角法—Radio Corp. of America
沉球法—ASTM-B-545
表面张力法—MIL-STD-883B 全文 »

1、流动性控制：
a.减粘：环氧树脂材料说要求的粘度依用途差别颇大，例如涂装、衬里、浇铸和浸渍等用途，要求粘度比液态BA树脂要低些，当然各个用途粘度要求也不一样，高粘度的环氧树脂可加入稀释剂来控制粘度，稀释剂按机能分为非活性稀释剂和活性稀释剂。
■两种稀释剂依用途不同各有利弊，对某种用途有利的而对其它用途就可能不利，非活性稀释剂在诸如涂料之类的用途中是有利的，而活性稀释剂起有利作用的是像粘接浇铸一类的适合密闭状态的用途；
■活性稀释剂选择的必要条件：稀释效果好、尽可能不损害固化物的性能、卫生、安全性高、毒性刺激性小；
■典型的活性稀释剂列举如下：
正丁基缩水甘油醚 BGE
烯丙基缩水甘油醚  AGE
2-乙基己基缩水甘油醚  EHAGE
苯乙烯氧化物  SO
苯基缩水甘油醚  PGE
甲酚缩水甘油醚  CGE
对另丁基苯基缩水甘油醚  BPGE
甲基丙烯酸缩水甘油酯  GMA
三级羧酸缩水甘油酯
二缩水甘油酯  DGE
聚乙二醇而缩水甘油醚  PEGGE
聚丙二醇二缩水甘油醚  PPGGE
丁二醇二缩水甘油醚   BDGE
二缩水甘油基苯胺   DGA
三甲醇基丙烷三缩水甘油醚  TMPGE
丙三醇三缩水甘油醚   GGE
b.增粘：采用分子量大或添加无机填料的方法可以使液态粘度增粘，无机增粘剂中效果最好的是触变剂（填料的一种），增粘效果差的是普通无机填料；
c. 触变：所谓触变性是指被分散的粒子易形成凝聚结构的分散液特有的流动行为—当连续或反复加力时分散液的粘液的粘度降低，流动性增大的一种现象，这种流动性增大是由于搅拌破坏了内部凝聚结构所产生，而当外力取消静置时便大致复原。加入填料在增粘的同时多少会带来些触变性，而把那些触变效果大的添加剂成为触变剂，当然触变剂通常也具有高的增粘性，粒子尺寸越小，纵横比（aspect ratio）越大触变效果越好。触变剂的代表有滑石粉、石棉、硅微粉、气相二氧化硅及胶质含水硅酸铝/有机复合物等； 全文 »

1、固化剂的概况：
a.固化剂的种类：首先分为显在型和潜伏型Latent Curing Agent，而显在型主要包括加成聚合型和催化型（阴离子聚合型和阳离子聚合型）。而加成聚合型可分为聚硫醇型、酚醛型、酸酐型（单官能、两官能、游离酸）以及多胺型。多胺型可分为改性胺、单一多胺（直链脂肪胺、聚酰胺、脂环胺和芳香胺）；

b.固化剂的固化温度与耐热性：对于加成聚合型固化剂，固化温度和耐热性按下列顺序提高：脂肪族多胺<脂环族多胺<芳香族多胺≈酚醛<酸酐。催化加聚型固化剂的耐热性大体处于芳香族多胺的水平，阴离子聚合和阳离子聚合的耐热性基本上无大的不同。按固化温度固化剂可分为：在室温下能固化的低温固化剂、在室温至50℃固化的室温固化剂、50℃～100℃的中温固化剂、100℃以上的高温固化型。对于高温固化体系，固化温度一般分为两个阶段，最初用低温固化，达到凝胶状态或比凝胶状态稍微高的状态，这叫预固化（pre-cure），其后用高温加热进行后固化（post-cure）；

c.固化剂的结构与特性：
■【色  相】（优）脂环族—脂肪族—聚酰胺—芳香族（劣）
■【粘  度】（低）脂环族—脂肪族—芳香族—聚酰胺（高）
■【适用期】（长）芳香族—聚酰胺—脂环族—脂肪族（短）
■【固化性】（快）脂肪族—脂环族—聚酰胺—芳香族（慢）
■【刺激性】（强）脂肪族—芳香族—脂肪族—聚酰胺（弱）
■【光  泽】（优）芳香族—脂环族—聚酰胺—脂肪族（劣）
■【柔软性】（软）聚酰胺—脂肪族—脂环族—芳香族（刚）
■【粘接性】（优）聚酰胺—脂环族—脂肪族—芳香族（良）
■【耐酸性】（优）芳香族—脂环族—脂肪族—聚酰胺（劣）
■【耐水性】（优）聚酰胺—脂肪族—脂环族—芳香族（良） 全文 »