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SIP用陶瓷基板封装材料

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  只有制备出各项性能优异的封装材料,才能实现SIP多种封装结构、组装方式等。具体来说,SIP要求基板材料具有优良的机械性能、介电性能、导热性能和电学性能,同时还要易成型,易加工,成本低,主要包括以下几个方面:

  (1)低的介电常数ε。信号传输速度与基板材料的介电常数和信号传输距离有关,介电常数越低,信号传输越快。

  (2)低介电损耗tgδ。在基板材料的电导和松弛极化过程中,带电质点将电磁场能部分地转化为热能,将能量消耗在使封装材料发热的效应上,介电损耗低能够大大降低基板的发热效应。

  (3)高热导率。芯片电路密度增加、功率提高、信号速度加快、芯片发热量增加,基板材料热导率越高,能够有效散发芯片发出热量。

  (4)适宜的热膨胀系数。电路工作时,由于热膨胀系数不同会产生应力,使焊点疲劳、失效,严重时导致膜层剥落,甚至破坏芯片,因此,基板材料要与芯片的热膨胀系数匹配。

  (5)良好的力学性能。基板材料需要具有良好的弯曲强度和弹性模量,一方面保证基板烧结过程中变形量小,减少尺寸差别;另一方面,保证基板在制备、装配、使用过程中不至于破损。

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  长期以来,绝大多数陶瓷基板材料一直沿用AI2O3和BeO陶瓷,但AI2O3基板的热导率低,热膨胀系数和Si不太匹配;BeO虽然具有优良的综合性能,但其较高的生产成本和剧毒的缺点限制了它的应用推广。因此从性能、成本和环保等因素考虑,二者已不能完全满足现代电子器件发展的需要。近年来,各国学者又逐渐开发出AIN、LTCC等材料,以适应高速发展的电子器件领域,各种陶瓷封装材料的基本性能如表所示。


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