集成电路先进封装材料(二)

   发布日期:2024-03-07 21:34:49     来源:网络整理    作者:本站编辑    浏览:78    评论:0    

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集成电路先进封装材料(一)

4. 热界面材料

热界面材料TIM俗称导热材料,常见形态有导热膏、导热胶、导热垫片、导热凝胶等各种形态,使用量非常多,我们的手机、电脑内部芯片每天会产生大量的热,需要传递出去,就需要相关导热材料。热界面材料分为两个等级TIM1和TIM2,TIM1直接与芯片接触,要求较高,国产化率较低,TIM2在芯片外壳之外,门槛较低,国产化率较高。目前国内不少企业可以做TIM2,也有2家上市公司了(飞荣达和中石科技),都是“杂货铺”的产品矩阵,什么产品也有,也进了H公司产业链。对于普通创业公司来说,不少是研发TIM1提高科创属性,顺便销售TIM2提高财务数据,从而达到上市标准。

导热材料实际上是一个范围比较大的类别,芯片黏接材料也有导热属性,例如underfill(底部填充胶),环氧塑封料(EMC)本身在选材的时候就考虑到了散热问题,甚至一部分厂家会直接用导电胶当散热材料。

导热材料行业空间大,数百亿市场空间,供应商较多,但用在封装领域的较少国产厂商,在5G产业链、服务器等产品国产企业较多。

基本介绍如下:

  • 热界面材料TIM,用于芯片和封装外壳之间和封装外壳和热沉之间,填充孔隙,提高导热效率。具有良好的黏接性能和浸润性能,主流产品是采用高导热性粉体填充于含硅或非硅聚合物液体或相变聚合物中,形成浆状、泥状、膏状或薄膜状的复合材料,热导率要在10w/mk以上

  • 热界面材料主要供应商有汉高和固美丽,合计市占率50%,还有陶氏化学、日本信越、富士电机等,国产有德邦、深圳傲川(未融资)、浙江三元(未融资)、飞荣达、中石科技等。封装领域的市场空间全球估计几亿美元,其他领域数十亿美元。

  • 导热膏:传统散热材料,目前市场份额最大,热导率较高,基体材料是聚二甲硅氧烷和多元醇酯,填料是AlN或ZnO。替代产品有导热垫片,基体是有机硅聚合物。替代产品相变材料通常状态是薄膜状固态,吸热熔融成为液态,放热后恢复固态,结合了导热膏和导热垫片的特点。

5. 硅通孔相关材料

硅通孔TSV是3D封装必备的技术特点,常用于芯片(Die)之间的垂直通路,可以用于存储封装HBM。TSV技术降低了芯片之间的通信距离,提高了封装密度。目前掌握TSV技术的主要是台积电、三星、英特尔及头部封装厂。

TSV需要涉及到的材料主要是填孔材料(铜)、绝缘层、黏附层和种子层材料,整体用量非常少,但都是国外厂商提供。

基本介绍如下:

  • 主材料是硅基体材料(打孔)和填孔材料(铜),还有绝缘层、黏附/扩散阻挡层、种子层,目前深宽比可达20:1,孔径1um以下。这块市场可能比较小,暂未看到单独做这一块的公司。

  • 绝缘层:TSV侧壁绝缘层和再布线介质层(PSPI),侧壁绝缘层主要用二氧化硅,通过化学气相沉积的方法,将前驱体(包括硅烷和正硅酸乙酯)流入沉积,最终得到二氧化硅绝缘层薄膜。设备供应商有应材、SPTS和拓荆。较低深宽比可以用低成本的喷涂工艺,芯源微设备,已用在CIS

  • 黏附层:防止铜扩散、增加种子层与衬底的黏附力和提高深孔台阶覆盖率,采用物理气相沉积的方法(磁控溅射靶材),黏附层一般用Ti、TiW,扩散阻挡层用Ti、Ta、TiN、TaN。新技术方式是用ALD设备。

《集成电路先进封装材料》 王谦等著

 
 
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