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新型金属基电子封装材料论文

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新型金属基电子封装材料研究进展

摘要：金属电子封装具有热膨胀系数高的缺点，但由于其高热导率、强度可观、加工性能好而一直被研究开发和推广，近年来，新型金属基电子封装材料受到广泛的关注与研究，本文介绍了传统的金属电子封装材料存在的一些缺陷，和一些新型的铝基和铜基电子封装材料的研究进展。

关键词：金属基电子封装材料 热导率

随着科学技术的发展，人们对材料的要求日益提高。近年来, 随着电子封装业向高密度、高速度方向发展， 开发具有良好导热能力的材料, 以满足集成度提高带来的散热要求成为当务之急【1】。电子封装材料主要分为树脂基封装材料、陶瓷基封装材料和金属基封装材料三类。理想的先进电子封装材料应该具有与砷化镓和硅等典型半导体材料相匹配, 或略高的热膨胀系数、高的热传导率和低的密度。此外, 有足够的强度、刚度, 对芯片起到支撑和保护的作用。它还需要易于进行精密加工成形, 并可利用经济的工业标准方法, 如电镀, 进行涂装处理等。金属封装因其外壳可以和某些部件(如混合集成的A/D或D/A 转换器)融合为一体,使封装形状多样化, 散热快, 体积小, 成本低, 而且还有利于减小信号间的电感、电容及串扰等, 而成为一类重要的封装材料【2】 。

1 传统金属电子封装材料存在的问题

传统的金属电子封装材料( 不包括颗粒增强金属基复合材料) 及其关键性能如表1 所示【3、4】。其中,纯铝和铜通常被用作散热型电子封装材料,因为它们的热传导率高达200-390W/m.K。但是, 这些材料的热膨胀系数较大,与陶瓷基片的热匹配性能差, 对提高器件整体的可靠性不利。为了降低材料的热膨胀系数, 将Cu 与热膨胀系数较小的Mo 和W 混合( 粉末冶金或冷轧) 形成复合材料,可以获得较高的导热效果,但封装结构的重量明显增加, 这对航空航天封装应用是一个致命的弱点。而且, Cu-Mo 和Cu-W 之间润湿性差,复合材料气密性不好, 致密化程度低, 封装性能受到影响。含Be的材料具有毒性,限制了该材料的应用。而

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