半導体分野で一般的に使用される6つの専門樹脂材料

August 02, 2024

序文

半導体製造の複雑なプロセスでは、樹脂材料が独自の特性で重要な役割を果たし、半導体デバイスの性能と信頼性を強力に保証します。

I.エポキシ樹脂（エポキシ樹脂）

エポキシ樹脂は、半導体パッケージング分野で非常に広く使用されている樹脂材料です。通常、優れた結合特性を持ち、チップをリードフレームまたは基板としっかりと組み合わせて信頼できる接続を形成できます。

その電気断熱は優れており、抵抗率は10^15Ω-CMを超えることが多いため、電流の漏れを効果的に防止し、回路の安定した動作を保証します。機械的強度も悪くなく、最大50〜100 MPaの引張強度は、チップの優れた機械的サポートと保護を提供できます。

エポキシ樹脂の熱安定性はより顕著であり、特定の温度範囲内で安定した性能を維持できます。その熱膨張係数は、一般に20〜60 ppm/°Cの間です。慎重な製剤により、熱膨張係数はチップや他のカプセル化材料と一致させることができ、したがって、デバイスの性能に対する熱応力の悪影響を大幅に減少させることができます。

統合回路（ICS）用の成形パッケージなどの実際のアプリケーションでは、エポキシ樹脂は、外湿度、粉塵、機械的応力からチップを効果的に保護する強力な外側シェルを形成できます。ボールグリッドアレイパッケージ（BGA）やチップスケールパッケージ（CSP）などの高度なパッケージングテクノロジーでは、エポキシ樹脂もパッケージング構造の完全性と信頼性を確保する上で重要な役割を果たします。

第二に、フェノール樹脂（フェノール樹脂）

フェノール樹脂は、半導体製造において重要な位置を占め、その良好な耐熱性、耐食性、機械的強度に好まれています。

フェノール樹脂の長期使用温度は、150〜200°Cに達する可能性があり、構造と性能の安定性を維持するために、より高い温度環境にあります。機械的強度の観点から、曲げ強度は80〜150 MPaに達する可能性があり、半導体デバイスの信頼できるサポートを提供します。

電気特性に関しては、フェノール樹脂には特定の利点があり、誘電率は通常4〜6、0.05未満の誘電喪失接線値の間で、断熱特性の半導体デバイスの要件を満たしています。

多層プリント回路基板（PCB）の製造では、フェノール樹脂は、回路層間の良好な断熱と安定した信号伝達を確保するための層間断熱材としてよく使用されます。

さらに、フェノール樹脂の比較的低コストは、半導体分野での広範な使用における重要な要因でもあります。特に、いくつかのコストに敏感な半導体製品では、フェノール樹脂が費用対効果の高い選択となっています。

第三に、ポリイミド樹脂（ポリイミド樹脂）

ポリイミド樹脂は、半導体場の高性能材料であり、その優れた高温耐性、良好な機械的特性、優れた電気断熱特性で知られています。

250°Cを超える長期のサービス温度により、非常に高温環境で安定して動作することができます。引張強度は150〜300 MPaに達する可能性があり、強力な機械的荷重をかける容量を示します。電気断熱材はさらに優れており、体積抵抗率は10^16Ω-cmを超えて、回路の安全性と安定性を確保します。

フリップチップパッケージや3Dパッケージなどの高度な半導体パッケージング技術では、ポリイミド樹脂がチップと基板の間のバッファーと絶縁層としてよく使用されます。

最大300°C以上の高温リフロープロセスに耐えることができ、10〜20 ppm/°Cという低い熱膨張係数を使用すると、パッケージ構造に対する熱応力の影響を効果的に最小限に抑えるため、パッケージを大幅に改善します。信頼性とパフォーマンス。

さらに、ポリイミド樹脂は、フォトリソグラフィプロセスのフォトレジストとして使用され、高解像度（サブミクロンレベルまで）と優れたエッチング耐性により、半導体製造における細かいパターンの厳しい要件を満たすことができます。

IV。シリコン樹脂（シリコン樹脂）

シリコン樹脂は、特にパフォーマンスの温度変化に応じて、半導体パッケージにおけるユニークな位置を持っています。優れた低温柔軟性を示すガラス遷移温度は、柔軟性と性能の安定性を維持するために非常に低温環境にある可能性があります。同時に、シリコン樹脂は優れた風化特性を持ち、長期間にわたって環境要因に耐性があります。

電気断熱特性に関しては、シリコン樹脂は10^14Ω-CMを超える体積抵抗率を持ち、半導体アプリケーションの電気的安全性を確保しています。

通常、約200〜300 ppm/°Cである熱膨張係数は比較的高くなっていますが、それらの低応力特性（ストレス1 MPa未満）は、チップ応力に敏感なパッケージング構造において独特の利点を与えます。

自動車用電子機器および航空宇宙用途向けの半導体デバイスパッケージでは、温度変動が重要なアプリケーションでシリコン樹脂が一般的に使用され、デバイスを信頼できる保護を提供し、極端な温度条件下で適切な動作を確保します。

V.アクリル樹脂（アクリル樹脂）

アクリル樹脂は、良好な光学特性、風化可能性、接着特性を備えた半導体場で重要な役割を果たします。

光学特性に関しては、アクリル樹脂は通常、最大90％以上の優れた光透過率を持ち、半導体照明（LED）パッケージに最適です。

それらの屈折率は一般に1.4〜1.5の間で、光の伝播と散乱を効果的に調節し、LEDの光出力効率と光の均一性を改善できます。

さらに、アクリル樹脂は気象抵抗が良好であり、さまざまな環境条件下で安定した性能を維持できます。結合性能の観点から、さまざまな材料との強い結合を形成し、半導体デバイスのパッケージに信頼できる接続を提供します。

一部の半導体センサーパッケージでは、アクリル樹脂を保護コーティングとして使用して、センサーを外部環境の干渉から効果的に保護し、センサーの精度と信頼性を確保できます。

6、ポリフェニレンエーテル樹脂（ポリフェニレンエーテル樹脂）

ポリフェニレンエーテル樹脂は、一連の優れた性能があるため、高性能基質材料の調製のために半導体製造によく使用されます。

まず第一に、ポリフェニレンエーテル樹脂は0.07％未満の非常に低い吸水速度を持っているため、湿気の多い環境で優れた性能と寸法の安定性を維持できます。