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化学所研究人员在超大规模集成电路封装材料制备技术研究方面取得新进展
2005-01-28 | 编辑:clone | 【 】【打印】【关闭

随着世界IC芯片向高集成化、布线细微化、芯片大型化、薄型化方向的发展,对封装材料的要求越来越高。先进封装技术需要将互连、动力、冷却和器件钝化保护等技术组合成一个整体以确保IC电路表现出最佳的性能和可靠性。聚酰亚胺专用树脂主要用于IC芯片表面的钝化、高密度封装器件的应力缓冲内涂层,多层金属互连结构和MCM的层间介电绝缘材料。液体环氧底灌料(Underfill)主要用于倒装焊芯片(Flip Chip)的电路封装,起到降低芯片和有机基板由于热膨胀系数的不匹配引起的内应力,保护器件免受湿气、离子污染物、辐射以及机械振动的影响,增加器件的封装可靠性的作用。这两种材料都是先进微电子封装技术中的关键配套材料,广泛应用于高密度电子封装和半导体制造的各个方面。

在科技部“863计划”的支持下,化学所高技术材料实验室杨士勇研究员的课题组研制成功体积收缩率小、固化温度低、树脂储存稳定性好的光敏型BTPA-1000和标准型BTDA-1000聚酰亚胺专用树脂。其中光敏型BTPA-1000聚酰亚胺树脂具有特殊的光交联机理,无需添加其它光敏助剂即可进行光刻得到精细的图形,制图工艺简单,可在最大程度上避免外来杂质对IC芯片表面的污染,适用于多层布线技术制造多层金属互连结构或芯片钝化,是一类有着广泛应用前景的负性光致抗蚀剂。目前,国内多家半导体企业和科研院所已将化学所开发成功的新型聚酰亚胺专用树脂用于芯片及光电器件的制造。

该研究小组研制成功的FC-BGA/CSP封装用UFEP-1000液体环氧底灌料(Underfill),具有粘度、填充流动性好等特点。由于采用潜伏性环氧树脂固化促进剂,在低温和室温下具有良好的储存性能和适用期,具有优良的工艺性能和储存稳定性。经适当热处理工艺固化后得到的树脂固化物具有优异的热性能和电绝缘性能,以及良好的力学性能(如:热膨胀系数低、吸水率低、内应力小),是高密度微电子封装的关键性基础材料。

上述研究成果已申请7项国家发明专利,为掌握具有自主知识产权的聚酰亚胺专用树脂和液体环氧底灌料制备技术奠定了坚实的材料基础,对推动我国超大规模集成电路和微电子工业的发展具有重要的意义。

2004年第16期科技部《高技术快报》上也介绍了上述研究成果,认为该项研究成果的取得是超大规模集成电路配套材料的重大突破性进展。

光敏型BTPA-1000聚酰亚胺专用树脂

采用光敏型BTPA-1000聚酰亚胺树脂得到的光刻图形

UFEP-1000液体底灌料

液体底灌料中高密度堆积的球型硅微粉

液体底灌料在倒装焊芯片封装中的应用

 

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