Продвинутые упаковочные материалы Эпоксидное формовочное соединение (EMC) Ключевые материалы для электронной упаковки

Усовершенствованные упаковочные материалы | Эпоксидное формовочное соединение (EMC): ключевые материалы для электронной упаковки

01 Обзор

Эпоксидное формовочное соединение (EMC) представляет собой термосетирующий химический материал, используемый для полупроводниковой упаковки. Это порошкообразное формовочное соединение из эпоксидной смолы в качестве базовой смолы, высокопроизводительной фенольной смолы в качестве отвержденного агента, наполнителей, таких как кремниевый микропоудер и различные добавки.

Эпоксидные формовочные соединения в основном используются для упаковки и защиты электронных компонентов, таких как интегрированные схемы, полупроводниковые устройства, светодиодные чипы, электронные трансформаторы, датчики и т. Д. и механический ущерб, тем самым улучшая срок надежности и обслуживания электронных компонентов. В настоящее время более 95% электронных компонентов инкапсулируются с эпоксидным литьевым соединением.

Данные показывают, что в 2023 году размер рынка китайской эпоксидной формовой индустрии полупроводникового состава достигнет 6,242 млрд юаней, что годоважно увеличилось на 15,36%. Ожидается, что с постоянным улучшением уровня производства процесса производства полупроводниковой упаковки и быстрого развития нисходящей шкалы применения, размер рынка полупроводникового эпоксидного формового соединения будет поддерживать высокие темпы роста.

02 типа эпоксидных формованных соединений

В соответствии с различными формами, эпоксидные формовочные соединения можно разделить на пирожные эпоксидные формовочные соединения, листовые эпоксидные формовочные соединения, зернистые эпоксидные формовые соединения (GMC) и жидкие эпоксидные формовые соединения (LMC).

Форма блинов:Эта форма эпоксидного формового соединения часто используется в традиционных процессах упаковки для инкапсуляции чипов с помощью технологии литья передачи.

Лист:Эта форма эпоксидного формового соединения подходит для определенных конкретных требований к упаковке.

Гранулированный:GMC относится к гранулированному эпоксидному литьевым материалу. Гранулированный эпоксидный формовочный материал принимает метод равномерного распространения порошка в процессе литья. После предварительного нагрева он становится жидкостью. Доска для носителей с чипом погружена в смолу для формирования. Он имеет преимущества простой работы, коротких рабочих часов и низкой стоимости. В основном он используется в некоторых конкретных процессах упаковки, включая упаковку системного уровня (SIP) и упаковку на уровне пластин (FOWLP). GMC имеет преимущества простой работы, коротких рабочих часов и низкой стоимости.

Жидкость:Жидкое формовочное соединение также называют материалом для заполнения или инкапсуляции, который часто используется для заполнения и инкапсулирования нижней части чипа. Жидкое эпоксидное формовочное соединение также называется жидким эпоксидным формованным соединением, которое имеет преимущества высокой надежности, средней и низкой температуры, низкого водопоглощения и низкой борьбы. Он используется в основном в процессе упаковки HBM.

Согласно различным формам упаковки, EMC можно разделить на две категории: эпоксидные формовочные соединения для дискретных устройств и эпоксидных формовых соединений для интегрированных цепей. Некоторые эпоксидные формовочные соединения могут использоваться для инкапсуляции как дискретных устройств, так и небольших интегрированных цепей, и между ними нет четкой границы.

Процесс производства различных эпоксидных формовых соединений в основном одинаковы. Только эпоксидные формовочные соединения для формования сжатия не должны быть предварительно сформированы и печенье, но необходимо контролировать размер частиц измельченных частиц. Пользователи могут напрямую использовать гранулированные материалы для упаковки. Процесс производства включает в себя предварительную обработку сырья, взвешивание, смешивание, смешивание и сшивание реакции, календер, охлаждение, дробление, преформирование (некоторые продукты не нужны) и другие звенья.

Метод литья переноса обычно используется для инкапсуляции электронных компонентов с использованием эпоксидных формовых соединений. Этот метод сжимает эпоксидное формовочное соединение в полость формы, внедряет в него полупроводниковой чип, а также сшивает и лечит его, образуя полупроводниковое устройство с определенным структурным внешним видом. Механизм отверждения состоит в том, что эпоксидная смола подвергается реакции сшивки с отверждением в условиях нагрева и катализатора, образуя соединение с определенной стабильной структурой.

03 История развития эпоксидных формовых соединений

EMC эпоксидное формовочное соединение имеет типичные характеристики «Упаковка одного поколения, материал одного поколения». С непрерывной разработкой технологий упаковки требования к производительности EMC также постоянно меняются.

Первый этап - упаковка/DIP: сосредоточиться на термических/электрических характеристиках материалов EMC. В настоящее время иностранные бренды в основном отозваны из технологии DIP с низкими техническими барьерами; Но в технологиях внутренние и иностранные бренды продукта сопоставимы.

На втором этапе упаковка SOT/SOP: сосредоточьтесь на надежности и непрерывной формировании материалов EMC. В более низких приложениях домашние продукты могут в основном достигать замещения, но в высококлассных сегментах, таких как высокое напряжение, иностранные продукты значительно впереди.

На третьем этапе QFN/BGA упаковка: сосредоточиться на деформации EMC, пористости и т. Д. Иностранные продукты находятся в монопольной позиции, и только очень небольшие количества продаются внутри страны.

Четвертый этап передовой технологии упаковки: требования к более высоким качеству выдвигаются на все характеристики материалов EMC. Уровень локализации равен нулю, и отечественные компании ускоряются, чтобы догнать технологический разрыв.

04 Технические точки эпоксидного формового соединения

Надежность: соединения эпоксидного литья должны пройти серию стандартных тестов, чтобы обеспечить их надежную производительность. Общие элементы оценки включают в себя: тест уровня чувствительности влаги (JEDEC MSL), тест с высоким и низким температурным циклом (TCT), сильно ускоренный тест на тепло и влажность (HAST), тест на приготовление высокого давления (PCT), тест высокой температуры и высокой влажности (THT) и тест на хранение высокой температуры (HTST).

По мере увеличения уровня упаковки стандартные тесты, которые необходимо пройти упаковочные материалы, более многочисленны и сложнее; В качестве примера, проведя тест JEDEC MSL, основные продукты не требуют этого теста, высокопроизводительные продукты должны пройти хотя бы JEDEC MSL 3, а расширенные упаковочные продукты должны пройти JEDEC MSL1.

Адгезия: заполнение эпоксидного формовочного соединения необходимо для обеспечения нулевой расслоения, то есть нет дефектов, таких как поры внутри. Требования к адгезии в эпоксидном формовом соединении связаны с типом поверхностного металла и типом субстрата/рамы.

Стресс и варпад: стресс и боевые материалы играют ключевую роль в морфологии поверхности и окончательном урожайности продукта. Из -за различных коэффициентов расширения материалов EMC и субстратных материалов, во время процесса будет сформировано внутреннее напряжение, что приведет к боевой сети.

Непрерывное демонгинг: Для обеспечения эффективности производства и производственных затрат производители упаковки установит более низкий предел на количество непрерывного времени демонстрации. Непрерывные характеристики демонстрации связаны с типом смолы, размером частиц наполнителя, типом и содержанием агента высвобождения.

05 Применение эпоксидных формовых соединений в расширенной упаковке

Вверх по течению от цепочки эпоксидного формового соединения включает эпоксидную смолу, высокоэффективную фенольную смолу, кремниевый порошок, добавки и т. Д. С. Среди них кремниевый порошок занимает наибольшую долю, учитывая на уровне 60%-90%, который является основным материалом эпоксидного формового соединения и напрямую влияет на улучшение производительности эпоксию состав. Второе - эпоксидная смола, которая занимает около 10% доли. Среди цепочки отрасли является производитель эпоксидного формового соединения; Нижняя цепочка отрасли - это поля потребительской электроники, фотоэлектрической, автомобильной электроники, промышленных применений и т. Д.

Непрерывный рост рынков, таких как искусственный интеллект, 5G, высокопроизводительные вычисления и Интернет вещей, способствовал разработке передовых процессов и передовой упаковки. Постоянный высокий спрос на низкое энергопотребление, более крупное хранение данных и более быстрые скорости передачи заставляет поставщиков памяти ключей для предоставления расширенных решений для упаковки, таких как мульти-хип-пакеты на основе универсальной флэш-памяти, многоцветных пакетов на основе NAND и памяти с высокой полосой для высокопроизводительных приложений. Основной особенностью этих усовершенствованных пакетов является вертикальная или шахматная укладка нескольких чипов, в которых эпоксидные формовочные соединения имеют решающее значение.

HBM выдвигает требования дисперсии и рассеивания тепла для EMC

HBM (память высокой полосы пропускания), память высокой полосы пропускания. Это тип драма, предназначенного для приложений с интенсивными данными, которые требуют чрезвычайно высокой пропускной способности. Он часто используется в полях, которые требуют высокой пропускной способности памяти, таких как высокопроизводительные вычисления, сетевое переключение и оборудование для пересылки.

HBM использует технологию SIP и TSV, чтобы уложить несколько DRAM, которые умирают по этажам, что делает высоту пластиковой упаковки значительно выше, чем у традиционного отдельного чипа. Более высокая высота требует, чтобы материал периферического пластикового упаковки имел достаточную дисперсию, поэтому EMC необходимо изменить от традиционного формовочного пирога в порошкообразное зернистое зернистое эпоксидное формовочное материал (GMC) и жидкий эпоксидный формовочный материал (LMC). GMC составляет целых 40% -50% в HBM. Для производителей EMC такое обновление требует учета дисперсии и изоляции в формулировке, что затрудняет формулировку.

Эпоксидные формовочные соединения могут быть сформулированы в соответствии с различными потребностями. Как правило, автомобильные приложения требуют более надежного пакета, и EMC с более высоким содержанием наполнителя будет использоваться для повышения его выносливости. Тем не менее, гибкий модуль будет соответствующим образом увеличиваться, что приведет к снижению способности деформации общего пакета. Управляющие устройства требуют большего размера пакета/маржинала из -за условий использования пользователя. Следовательно, будут использоваться эпоксидные формовочные соединения с немного более низким содержанием наполнителя (менее 80%).

06 Текущее состояние и будущие тенденции эпоксидных формованных соединений

В последние годы в некоторых областях индустрия полупроводниковых упаковочных материалов в Китае сделала большие прорывы, но между общим и иностранным производителем все еще существует определенный разрыв. В настоящее время японские и американские производители по-прежнему занимают большую долю продуктов среднего и высокого уровня, в то время как китайские производители по-прежнему в основном сосредотачиваются на удовлетворении внутреннего спроса в Китае, с небольшим объемом экспорта, и большинство из них все еще сосредоточены в области эпоксидных литьевых соединений для дискретных устройств и небольших интегрированных цепных упаковочных упаковки. Внешнее эпоксидное формовочное соединение в основном используется в потребительской электронике, в основном занимая рынок среднего и низкого уровня, с долей рынка около 35%, в то время как высококлассные эпоксидные составные продукты в основном монополизируются японскими и американскими продуктами.

С развитием процессов производства полупроводников и дальнейшей разработке микросхем в отношении высокой интеграции и многофункциональности производители эпоксидного литья должны разработать и оптимизировать формулы и производственные процессы целевым образом в соответствии с настраиваемыми потребностями клиентов по течению, чтобы гибко и эффективно реагировать на последующие поколения упаковочных технологий. Благодаря характеристикам высокой интеграции, многофункциональности и высокой сложности передовой упаковки, производители формованных соединений должны установить более сложный баланс между различными показателями производительности в разработке формул для передовых упаковочных продуктов, а сложность и сложность разработки формул продукта особенно высоки; В то же время, эпоксидные формовые соединения, используемые в FOWLP/FOPLP, должны быть представлены в гранулированной форме, что требует, чтобы производители более эффективно объединяли формулы и технологии производственного процесса, чтобы производительность продукта могла эффективно соответствовать процессам упаковки по течению, конструкции упаковки, а также надежности упаковки и т. Д., А более высокие требования ставят на производительность продукта.

07 Анализ конкурентного ландшафта основных мировых рынков

Эпоксидное формовочное соединение произошло в Соединенных Штатах в середине 1960-х годов, а затем разработано в Японии, и всегда занимало высокое положение в технологии. Sumitomo Bakelite является ведущим в мире производителем в области эпоксидного литья, занимая 40% доли мирового рынка. В качестве места рождения полупроводникового формовочного соединения Соединенные Штаты редко производят эпоксидное формовочное соединение, в то время как Япония, Китай и Южная Корея являются тремя крупнейшими производителями эпоксидного формового соединения полупроводникового эпоксидного формования.

Иностранные компании, такие как Sumitomo, Hitachi, Panasonic, Kyocera и Samsung, имеют долю рынка более 90% в Китае и почти монополизируют рынок высокого класса; Эпоксидные инкапсуляционные материалы Китая начались рано, и Huahai Chengke уже был перечислен, но домашние материалы по-прежнему сосредоточены на рынках упаковки и тестирования среднего и низкого уровня, таких как/SOP/SOT. Получив выгоду от быстрого роста спроса на электронные компоненты для электромобилей и центров обработки данных, как необходимый материал для полупроводниковой упаковки, ожидается, что размер рынка эпоксидных инкапсуляционных материалов будет продолжать расти.

Sumitomo Bakelite

Sumitomo Bakelite - это компания по химической промышленности со штаб -квартирой в Токио, Япония, основанная в 1913 году. Компания в основном занимается исследованиями и разработками, производством и продажами в областях пластмасс, электронных материалов, химических материалов и т. Д. Сначала в мире составной составной компании Sumitomo Bakelite в настоящее время имеет мировой рыночную долю около 40%, в первую очередь в мире. Нынешний бизнес делится на три сектора: полупроводниковые материалы, высокопроизводительные пластмассы и качество жизненных продуктов. Среди них доход сектора полупроводниковых материалов в основном поступает из бизнеса эпоксидного формования. Выручка в этом секторе составила только около 29% в финансовом году, заканчиваемом в марте 2024 года, но операционная прибыль составила 52%, что является сектором с наибольшей операционной прибылью бакелита Sumitomo.

Бизнес эпоксидного формового состава Sumitomo Bakelite разделен на три части в соответствии с полями применения в нижнем потоке: информационная связь, автомобильные и другие области, причем доходы составляют приблизительно 50%, 30% и 20% соответственно. Таким образом, бизнес эпоксидного формования Sumitomo Bakelite по -прежнему зависит от потребительской электроники.

Resonac (слияние Showa Denko и Hitachi Chemical)

Japan Regonac-это новая компания, созданная в результате слияния Showa Denko Group и Showa Denko Materials Group (ранее Hitachi Chemical Group) в январе 2023 года. Основные предприятия компании включают полупроводниковые материалы, мобильные транспортные средства (автомобильные детали/литий-ионные аккумуляторные материалы), инновационные материалы, а также химические необработанные материалы и науки жизни. С точки зрения нижестоящих областей применения, бизнес -эпоксидный формовочный бизнес Resonac можно разделить на пять частей, а также домашние приборы, автомобили, смартфоны, ПК и серверы, а также другие поля. Доля дохода этих пяти предприятий составляет приблизительно 35%, 20%, 15%, 15%и 15%. Низкие и средние эпоксидные формовочные соединения для домашних приборов составляют большую часть доходов от бизнеса.

Changchun Sealing Plastics (Changshu) Co., Ltd.

Changchun Sealing Plastics (Changshu) Co., Ltd. была создана 19 мая 2003 года. Это известный производитель домашних эпоксидных формовых соединений, а компания Taiwan, перечисленная в компании Changchun, владеет 70%, а Sumitomo Bakelite-30%. Changchun Group является вторым по величине нефтехимическим предприятием в Тайване, с сотнями продуктов, включая общие химические вещества, синтетические смолы, терморетитирующие пластмассы и высокопроизводительные инженерные пластмассы, электронные материалы, полупроводниковые химические вещества и т. Д.

Jiangsu Huahai Chengke New Materials Co., Ltd.

Huahai Chengke был основан в 2010 году и в апреле 2023 года в Санхайском совете по инновациям в области фондовой биржи и технологии. Его основными продуктами являются эпоксидное формовочное соединение и электронные клеевые, которые широко используются в потребительской электронике, фотоэлектрической, автомобильной электронике, промышленных приложениях, Интернете вещей и других областях.

Опираясь на свою основную технологическую систему, компания сформировала комплексную компоновку продукта, которая может охватывать поля традиционной упаковки и передовой упаковки и создала комплексную систему продуктов, которая может быть применена к традиционной упаковке (включая DIP, SOT, SOP и т. Д.) И расширенную упаковку (QFN/BGA, SIP, FC, FOWLP и т. Д.). Сосредоточившись на беззамужном спросе на продвинутую упаковку, такую ​​как BGA, модуль отпечатков пальцев, фанат и т. Д., Компания дополнительно разрабатывает технологию производственной линии без железа; В ответ на растущий спрос на эпоксидные формовые соединения автомобильного состава выпускаются дополнительно развиваются продукты для эпоксидного формового состава без серы; и непрерывные инвестиции в исследования и разработки гранулированных (GMC) и жидких формованных соединений (LMC), которые можно использовать в поле HBM. В течение 24H1 отчетного периода компания покорила технологию связи без серы эпоксидных формованных соединений и добавила новый патент на изобретение для состава эпоксидной смолы без серы и использования, подходящих для полупроводниковой упаковки, которая обеспечивает защиту основных технологий и интеллектуальной собственности на беспроигрышную упаковку. 11 ноября 2024 года Huahai Chengke выступил с объявлением о том, что он намерен приобрести 100% капитала Hengsuo Huawei Electronics Co., Ltd.

Jiangsu Zhongke Chemical New Material Co., Ltd.

Основанная в 2011 году, компания является национальным высокотехнологичным предприятием, специализирующимся на исследованиях и разработках, производстве и продажах полупроводниковых упаковочных материалов. Он обладает годовой производственной мощностью более 10 000 тонн полупроводниковых упаковочных материалов, сосредоточив внимание на разработке эпоксидных формовых соединений в областях применения, таких как крупномасштабная интегрированная схема расширенная упаковка и полупроводники третьего поколения. С точки зрения продукта, технология эпоксидного формового состава компании унаследована от Пекина Кехуа и поддерживается Институтом химии Китайской академии наук. Продукты компании в основном используются в полупроводниковой упаковке и упаковке на уровне доски, охватывая полупроводники третьего поколения вниз по течению, ICS, автомобильные нормы, промышленные нормы и другие приложения. Клиентами вниз по течению являются Huatian Technology, Tongfu Microelectronics, Changdian Technology, China Resources Microelectronics, Riyuexin Group и другие ведущие компании по внутренней и иностранной упаковке.

В декабре 2024 года гранулированный EMC (GMC) для упаковки WLCSP/FOPLP был помещен в массовое производство, жидкая EMC (LMC) для упаковки WLP находится на стадии НИОКР и проверки, а листовая EMC (SMC) для полых упаковок, такая как SAW, находится на стадии R & D и проверки. В июле 2024 года компания зарегистрировалась для руководства IPO в Бюро по регулированию ценных бумаг Jiangsu и собирается запустить IPO.

Shanghai Feikai Materials Technology Co., Ltd.

Материалы Feikai были основаны в 2002 году. Его эпоксидные формовочные соединения в основном используются в дискретных устройствах питания, интегрированной поверхности поверхности цепи и продукты упаковки подложки. Средние до высоких упаковочных эпоксидных формовых соединений постепенно превращаются из продуктов традиционного поверхностного крепления IC SOP/SSOP, DFN и QFP в расширенную подложку BGA и MUF. Он обладает характеристиками низкой борьбы, низкого водопоглощения и высокой надежности. Он может пройти высокий уровень MSL и является экологически чистым EMC, который не содержит брома, сурьмы и т. Д. В июне 2024 года заявил: «Продукты компании MUF Material Material включают жидкие упаковочные материалы LMC и GMC Granular Packaging Materials. LMC LMC жидкой упаковки был проработан и продан в небольших количествах, а GMC GMC с гранулированным наполнителем по-прежнему находится на этапе доставки образцов исследований и разработок.

Wuxi Chuangda New Materials Co., Ltd.

Компания была основана в 2003 году. Ее основным бизнесом являются исследования и разработки, производство и продажи высокопроизводительных терморекторских упаковочных материалов. Его основные продукты включают эпоксидные формовочные соединения, фенольные формовочные соединения, силиконовый резин, проводящий серебряный клей, ненасыщенные полиэфирные формовые соединения и другие терморетимические упаковочные материалы, которые широко используются в упаковке в полупроводниковых и автомобильных полях.

Tianjin Kaihua Изоляционные материалы Co., Ltd.

Компания была основана 19 июня 2000 года. Она является одной из самых ранних отечественных компаний, производящих электронные упаковочные материалы, с годовой производственной мощностью более 4000 тонн и годовой выходной стоимостью 100 миллионов юаней. Это высокотехнологичное предприятие, которое в основном занимается разработкой, исследованиями, производством и продажами электронных упаковочных материалов для эпоксидных инкапсуляционных материалов и эпоксидных пластиковых инкапсуляционных материалов. В августе 2024 года проект по сбору средств компании добавил 3000 тонн эпоксидного порошкового инкапсуляционного инкапсуляционного материала производства и 2000 тонн эпоксидного пластикового инкапсуляционного материала. Ожидается, что с расширением областей применения рыночная мощность будет продолжать расти.

Jiangsu Zhongpeng New Material Co., Ltd.

Компания была основана в 2006 году, и ее предшественником была Jiangsu Zhongpeng Electronics Co., Ltd. Это производитель, специализирующийся на производстве продуктов для эпоксидного литья для полупроводниковой упаковки.