包封材料-塑封环节主要原材料
思瀚产业研究院    2024-05-28

1、环氧塑封料（EMC）

包封材料能够避免芯片发生机械或化学损伤，并保证芯片功能稳定实现。因此，包封材料又被称为集成电路的“外壳”。

我国半导体封装中90%以上采用塑料封装，而在塑料封装中，有97%以上利用环氧塑封料（EMC）作为包封材料。因此，环氧塑封料已成为半导体行业发展的关键支撑产业。

环氧塑封料（Epoxy Molding Compound，简称 EMC）全称为环氧树脂模塑料，是用于半导体封装的一种热固性化学材料。环氧塑封料是由环氧树脂为基体树脂，以高性能酚醛树脂为固化剂，加入硅微粉等填料，并添加多种助剂加工而成。EMC能够很好地保护半导体芯片不受外界环境（水汽、温度、污染等）的影响，并实现导热、绝缘、耐湿、耐压、支撑等复合功能。

环氧塑封料应用于半导体封装工艺中的塑封环节。在塑封过程中，封装厂商主要采用传递成型法，将环氧塑封料挤压入模腔并将其中的半导体芯片包埋，在模腔内二者交联固化成型后即成为具有一定结构外型的半导体器件。图表55：环氧塑封料模塑成型的简要工艺流程图32

随着近两年中国半导体行业自主研发的能力提高，半导体环氧塑封料行业迎来快速发展。2022年中国半导体用环氧塑封料行业市场规模约为84.94亿元。

我国环氧塑封料产业的供需情况呈现良好发展态势。2022年我国环氧塑封料产量约为17.16万吨，需求年约为11.13万吨。且我国现已成为世界环氧塑封料的最大生产基地，国内环氧塑封料年产能约占全球35%。

2、硅凝胶资料

功率半导体模块封装对封装材料的要求相对较高，而硅凝胶是功率半导体模块封装的首选材料。硅凝胶是以基础胶为主体，加入交联剂、偶联剂、催化剂、抑制剂、阻燃剂等制成的复合材料。

硅凝胶对于PC、PP、ABS、PVC等塑料，及铜、铝、镍等金属材料有较强的粘接力，能够防止内部分层，从而确保固化后的硅凝胶具有优异的电绝缘性能和防水性能。因此，硅凝胶在高功率半导体器件或模块的灌封工艺中得到广泛应用。

功率半导体模块封装所用的硅凝胶通常采用双组分加成型有机硅凝胶，其一般呈无色透明状态，室温时黏度较低，适合用于液体灌封工艺。当硅凝胶的两组分接触后，它们在室温下开始发生缓慢固化反应，在高温时则快速发生反应，且固化反应中不会产生副产物。

在使用时分为A胶和B胶，两组分经过真空设备脱泡后，分别进入输送管道。它们在进入注胶头时开始混合，在通过混合料管时得到充分混合，然后在一定的压力下被注射进产品型腔内。

硅凝胶封装材料主要性能指标如下：

A胶和B胶在灌封或浇注时混合，混合后常温即开始缓慢固化，在中温或高温下可快速固化，提高生产效率。

低黏度，流动性优异，特别适合常温下的浇注或灌封工艺。优异的流动性能够缩短灌封时间，且能够防止出现灌封死角与内部气泡；此外，还可以采用真空固化工艺，在固化的同时消除气泡。

耐高温性能优异，并具有很宽的工作温度范围，一般为-50~250°C，有的甚至可达-60~320°C。

固化时不吸热、不放热，收缩率极小，成型尺寸稳定性好。

粘接性能好，与塑料外壳及框架、芯片等材料结合良好。

化学性能稳定，耐水、耐候性能好，长期使用不会发生性能的降级。

灌封后，防潮、防尘、耐腐蚀、抗振性能好，且对内部元器件不产生内应力。