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专题报道 绿色封装环氧塑封料研究 成兴明 （江苏中电华威电子股份有限公司） 摘要：为了保护生态环境，2003年2月13日，欧盟公布了两个指令：WEEE（废弃的电气和电子 装置）、RoHS（在电气和电子装置中限制使用其废弃物会产生有害物质的某些材料），指令规定必须在 废弃的电气或电子器材：大型家用电器、小型家用电器、IT器材、通讯器材、收音机、电视机、电 声设备、音乐器具、照明装置、医疗设备系统、监控及控制器械、玩具、电气或电子工具、自动售货 机等电子产品中，将限期禁止使用六种有害材料：铅 （阴极射线管中的铅除外）、6价铬、镉、多氯 联苯、卤化阻燃剂、放射性物质、石棉等物质。2006年7月1日为最后执行日期。为了遵守欧盟两个指 令，必须对IC封装过程及封装材料加以改变或改进。 关键词：绿色封装；环氧塑料；环境保护 1 无铅焊工艺对环氧塑封料性 2.1阻燃机理分析 能要求 一般高分子材料燃烧机理：在热源的作用下， 有机物进行热分解，分解产生的可燃性气体(主要 对于IC封装本身而言，立法对其产生的最大的 生成物)向材料内部及外部扩散，遇到外部火焰或 影响就是禁止使用铅和卤化型阻燃剂。就封装过程 热辐射而燃烧，燃烧的高分子材料又成为新的热源 而言，在回流焊过程中要避免使用铅焊接。至于无 从而引起燃烧的连锁反应，阻燃剂的作用是阻止该 卤封装材料，必须将溴代环氧和氧化锑阻燃剂清 连锁反应的发生。 除，原因是溴阻燃剂在燃烧过程中产生：二恶英、 ● 燃烧过程示意图： 溴化二苯并二恶英、多溴二苯并呋喃等有害物质； 氧化锑重金属会引起地下水污染等。这对于环氧塑 封料而言，作为阻燃剂的溴代环氧和氧化锑必须由 其它的新型材料来代替。 为了避免使用含铅焊料，回流焊的温度必须由 240℃升高到260℃甚至更高（取决于所使用的焊接 材料）。回流焊温度的升高将导致一系列有关可靠 性的问题的产生，其中包括环氧塑封料与硅片/框 架/基底之间的爆米花现象，由于应力过大而引起 的塑封料或硅片的裂缝等问题。对于环氧塑封料材 料本身而言，除了不能使用溴代环氧和氧化锑外， 还要求能够通过260℃回流焊温度条件下的更为严格 的耐湿性、耐焊性考核。 2 开发绿色环氧塑封料的技术 根据高分子材料燃烧过程机理分析，阻燃剂的 路线综述 作用就是切断燃烧连锁反应过程中的某一个环节， 2 半导体技术第29卷第8期 二OO四年八月 专题报道 阻止燃烧连锁反应的发生，达到阻燃的目的。阻燃 ③在热分解过程中，产生不燃烧气体，稀释 剂主要从以下几个方面机理来达到阻燃目的（作用 氧气及可燃性气体浓度，以达到阻燃的效果； 于燃烧反应过程中的环节见上图）： ④在热分解过程中形成不燃烧的薄膜，隔断氧 ①在加热过程中，阻燃剂发生吸热脱水反应， 气的进入，以达到阻燃的效果； 阻止温度的升高，以达到阻燃效果； ⑤在热的的作用下产生能够妨碍与燃烧有关的 ②　在熔融热分解过