隨著電子產(chǎn)業(yè)的日益繁榮，電子元器件封裝產(chǎn)業(yè)也快速發(fā)展，從而帶動(dòng)塑封料等行業(yè)的發(fā)展。電子封裝可分為塑料封裝、陶瓷封裝和金屬封裝三種，其中后兩種為氣密性封裝，主要用于航天、航空及軍事領(lǐng)域，而塑料封裝則廣泛用于民用領(lǐng)域。
由于采用塑料封裝方式成本低，又適用于大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)，近年來(lái)無(wú)論晶體管還是集成電路都已越來(lái)越多地采用塑料封裝，目前塑料封裝占集成電路和電子元器件封裝的90％以上?，塑料封裝所用的材料包括灌封膠、聚酰亞胺、環(huán)氧塑封料等，其吸水率、黏度等性能。其中環(huán)氧塑封料占90％～97％，而環(huán)氧塑封料中填充劑的含量占總重量的60％～90％。塑封料近幾年在中國(guó)發(fā)展很快，生產(chǎn)產(chǎn)量保持20％左右的增長(zhǎng)速度。
環(huán)氧塑封料是以環(huán)氧樹(shù)脂為基體的復(fù)合材料，以酚醛樹(shù)脂為固化劑，填充60wt％-90wt％的填充劑和5wt％左右的其他添加劑混煉而成環(huán)氧塑封料常見(jiàn)的生產(chǎn)過(guò)程分三個(gè)階段，先預(yù)混合，然后混煉粉碎制備成環(huán)氧塑封料粉料，最后冷壓成型制備不同規(guī)格的餅料。理想狀態(tài)的環(huán)氧塑封料結(jié)構(gòu)，填充劑大小均勻分布，硅粉的周?chē)鶆虻亟䴘?rùn)環(huán)氧酚醛樹(shù)脂，并且環(huán)氧酚醛樹(shù)脂反應(yīng)達(dá)到理想的要求，其他小量添加劑完全分散其中。由于塑封料中60wt％一90wt％是填充劑，因此填充劑的種類(lèi)、含量及性能都直接影響環(huán)氧塑封。
電子元器件和集成電路用環(huán)氧塑封料封裝成型收縮會(huì)導(dǎo)致封裝器件內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力，將造成強(qiáng)度下降、耐熱沖擊差、老化開(kāi)裂、空洞、鈍化和離層等各種缺陷，因此必須采用有效的手段降低這種內(nèi)應(yīng)力。環(huán)氧樹(shù)脂的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)高于芯片、基板、框架和連線等材料，SiO，粉熱膨脹系數(shù)較小，因此可以通過(guò)添加填充劑含量來(lái)有效地降低塑封料熱膨脹系數(shù)。通過(guò)增加填充劑含量、降低熱膨脹系數(shù)可以有效減小熱應(yīng)力，但是增加填充劑含量的同時(shí)又會(huì)增加環(huán)氧塑封料的彈性模量，會(huì)增加熱應(yīng)力，因此常通過(guò)添加增韌劑降低模量來(lái)共同降低熱應(yīng)力。
增加塑封料的物理性能
填充劑可以有效地增加復(fù)合材料的強(qiáng)度、模量和硬度。另外填充劑還影響塑封料的線膨脹系數(shù)、體積電阻率，吸濕性等物理性能，填充劑對(duì)塑封料性能的影響。
玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T)和熱失重溫度常被用來(lái)分析材料的耐熱性。T越高則材料耐高溫性能越好;熱失重溫度越高，則材料熱穩(wěn)定性越好，在高溫環(huán)境中的使用壽命也越長(zhǎng)。郎搏萬(wàn)公司研究了熱塑性聚醚酰亞胺(PEI)/環(huán)氧樹(shù)脂共混體系的T在不同條件下的變化情況。在不同的固化溫度下，加入特性黏度不同的PEI都使體系中環(huán)氧富集相的T較純環(huán)氧體系更高;固化溫度相同時(shí)，PEI特性黏度越大則環(huán)氧富集相的T上升幅度越大。另外，聚酰胺酸(PAA)改性環(huán)氧樹(shù)脂體系失重50%的溫度達(dá)600℃，而800℃時(shí)的余重為24%。雙羥基鄰苯酰亞胺固化環(huán)氧樹(shù)脂的T達(dá)230℃，雙羥基或雙羧基鄰苯酰亞胺固化環(huán)氧樹(shù)脂體系熱穩(wěn)定溫度達(dá)370～380℃，其羧基當(dāng)量和環(huán)氧當(dāng)量比例適當(dāng)時(shí)，用以固化酚醛型環(huán)氧時(shí)，900℃殘留量高達(dá)41.3%。
力學(xué)性能
用橡膠和聚丙烯酸酯改性環(huán)氧樹(shù)脂,雖然也能提高其韌性，但并不能提高其熱性能，利用熱塑性聚酰亞胺可在不降低體系的玻璃化溫度、強(qiáng)度和硬度等優(yōu)點(diǎn)的情況下改善體系的韌性。
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