[发明专利]一种高热膨胀高强度陶瓷封装材料及其制备方法

说明书

本发明属于电子陶瓷封装材料领域，具体提供一种高热膨胀高强度陶瓷封装材料及其制备方法，应用于集成电路芯片的陶瓷封装，特别适用于陶瓷球栅阵列封装。本发明采用低温共烧工艺，其制备工艺简单，原材料绿色环保不含RoHS中限定污染物质，材料性能稳定；针对特定封装环境条件，形成热膨胀系数固定的封装材料。本发明提供高热膨胀高强度陶瓷封装材料介电性能优良：介电常数6～7，介电损耗小＜1.0×10^‑3，抗弯强度为190‑210MPa，杨氏模量高达70‑80GPa，热膨胀系数为11～12×10^‑6/℃；为大规模集成电路的制造提供了一种极好的封装材料，将来能够与热膨胀系数为11～12×10^‑6/℃的新型PCB板热匹配性能良好。通过添加MnO，封装材料的热膨胀系数被控制在11‑12×10^‑6/℃之间，且封装材料的强度得到显著的提升。

技术领域

本发明属于电子陶瓷封装材料领域，涉及一种高热膨胀高强度陶瓷封装材料及其制备方法及其制备方法，应用于集成电路芯片的陶瓷封装，特别适用于陶瓷球栅阵列(CBGA)封装。

背景技术

随着以电子计算机为核心、集成电路产业为基础的现代信息产业的发展，以及便携式通讯系统对电子产品的迫切需求，电子产业得到了迅猛发展，同时也带动了与之密切相关的电子封装的发展。所谓封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁--芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接。因此，封装对CPU和其他LSI集成电路都起着重要的作用。

从封装技术的发展来讲，主要经历了芯片针脚由少到多和针脚变焊球的过程；现阶段的主流封装技术是BGA(Ball Grid Array)封装；而根据封装材料及结构和键合方式的不同又分为四大类，即塑料球栅阵列PBGA、陶瓷球栅阵列CBGA、陶瓷圆柱球栅阵列CCGA、载带球栅阵列TBGA；其中封装材料作为是封装技术的重要组成，为芯片提供电连接、保护、支撑、散热、组装等功效。陶瓷封装材料以其优良的电学、机械、热学及工艺特性，满足高频、数字、射频和微波器件的单芯片封装或多芯片组装的技术要求，在各类得到电子设备中得到了广泛应用。但在目前的陶瓷封装材料中仍存在着，材料制备工艺复杂，封装材料与电极材料热匹配性差，封装材料原料具有污染性等缺点。