今天講解的是下一代主流SiC IGBT模塊封裝技術研發(fā)趨勢——環(huán)氧灌封技術給大家進行學習。

之前梵易Ryan對模塊分層的現(xiàn)象進行了三期的分享，有興趣的朋友們可以自行觀看：

塑封料性能對模塊分層的影響

引線框架氧化對模塊分層的影響

去溢料的過程對模塊分層的影響

在之前，國內(nèi)絕大多數(shù)功率器件IGBT SiC模塊廠家采用傳統(tǒng)硅膠灌封方式；隨著國內(nèi)客戶在新能源車用電網(wǎng)電力風電方面（1200V以上領域）對模塊封裝的要求越來越高，硅膠灌封有不足之處，連續(xù)在高溫200度環(huán)境下工作性能會變差，底部也會產(chǎn)生VOLD，并發(fā)生鋁線形變，進而容易導致器件容易擊穿燒毀。

所以，目前微電子的封裝技術研發(fā)趨勢也向著環(huán)氧灌封技術進行發(fā)展。

PART.1

什么是環(huán)氧塑封料

環(huán)氧塑封料是用于半導體封裝的一種熱固性化學材料，英文名稱EMC－Epoxy Molding Compound，即環(huán)氧樹脂模塑料、環(huán)氧塑封料，是由環(huán)氧樹脂為基體樹脂，以高性能酚醛樹脂為固化劑，加入硅微粉等為填料，以及添加多種助劑混配而成的粉狀模塑料，為后道封裝的主要原材料之一。

PART.2

環(huán)氧塑封料的功能

梵易通過查找資料，環(huán)氧塑封料在半導體中的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1. **保護作用**：環(huán)氧塑封料用于半導體封裝工藝中的塑封環(huán)節(jié)，主要功能是保護半導體芯片不受外界環(huán)境（如水汽、溫度、污染等）的影響。

2. **導熱、絕緣、耐濕、耐壓**：環(huán)氧塑封料實現(xiàn)導熱、絕緣、耐濕、耐壓、支撐等復合功能。

3. **電氣連接與散熱**：環(huán)氧塑封料是實現(xiàn)電氣連接與散熱的關鍵材料，保護芯片免受外界環(huán)境侵害的同時，也實現(xiàn)電氣連接與散熱。

4. **機械保護**：環(huán)氧塑封料能夠保護半導體器件免受機械力的損害，如沖擊和振動。

5. **提高可靠性**：環(huán)氧塑封料對半導體器件的性能有顯著影響，進而影響到終端產(chǎn)品的品質，是半導體產(chǎn)業(yè)的支撐材料。

6. **適應封裝技術發(fā)展**：隨著半導體封裝技術的發(fā)展，環(huán)氧塑封料也在不斷優(yōu)化以滿足新的性能要求，如翹曲、可靠性、氣孔等。

7. **滿足特殊工藝需求**：半導體封裝后需要耐受260℃的無鉛回流焊，環(huán)氧塑封料需要在該過程中不會由于應力過高而出現(xiàn)分層或開裂，也不會因離子含量過高而使得芯片電性能失效。

8. **平衡多種理化性能**：環(huán)氧塑封料需要通過流動長度、熱膨脹系數(shù)、玻璃化轉變溫度、粘度、吸水率、介電常數(shù)等多種理化性能指標之間的平衡，以實現(xiàn)提升的工藝性能以及應用性能要求。

綜上所述，梵易Ryan認為環(huán)氧塑封料在半導體封裝中扮演著至關重要的角色，不僅保護芯片免受外界環(huán)境的影響，還確保了芯片的電氣性能和機械穩(wěn)定性，是半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵支撐產(chǎn)業(yè)。

PART.3

環(huán)氧塑封料的組成與作用

環(huán)氧塑封料主要由環(huán)氧樹脂、硬化劑、充填劑、添加劑等混合后加工制成。

環(huán)氧樹脂固化機理

-充填劑：主要作用為控制塑封料的粘度，增加強度，減少收縮性，控制熱膨脹系數(shù)。

-阻燃劑：為了滿足半導體器件阻燃要求，需要在環(huán)氧塑封料中加入部分阻燃劑。根據(jù)添加阻燃劑類型不同，環(huán)氧塑封料用溴作阻燃劑的普通環(huán)氧塑封料和綠色環(huán)保型。

脫模劑