漢思新材料（深圳市漢思新材料科技有限公司）于2023年公開了一項針對系統(tǒng)級封裝（SiP）的專用封裝膠及其制備方法的專利（申請?zhí)枺?02310155819.4），該技術(shù)旨在解決多芯片異構(gòu)集成中的熱膨脹系數(shù)失配、界面應(yīng)力開裂及高溫可靠性等核心問題。

以下從技術(shù)背景、配方設(shè)計、工藝創(chuàng)新、性能優(yōu)勢及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用等角度綜合分析：

一、專利背景與技術(shù)挑戰(zhàn)

系統(tǒng)級封裝需集成不同材質(zhì)芯片（如邏輯芯片、存儲器、射頻模塊等），傳統(tǒng)固態(tài)環(huán)氧塑封料因高溫高壓工藝易損傷焊點，而液體封裝膠則存在熱膨脹系數(shù)（CTE）高、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）低、吸水率大等問題。例如，現(xiàn)有技術(shù)中環(huán)氧封裝膠的CTE普遍＞20 ppm/℃，吸水率＞0.7%，導(dǎo)致濕熱環(huán)境下分層失效風(fēng)險高。漢思此專利通過材料組分創(chuàng)新與工藝優(yōu)化，實現(xiàn)了低CTE（15 ppm/℃）、高Tg（180℃）和超低吸水率（0.32%）的協(xié)同突破。

二、核心配方組成

專利配方采用高比例無機填料+樹脂基體優(yōu)化設(shè)計，具體組分如下：

1.有機樹脂（3wt%～10wt%）

可選雙酚A/F型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂（如3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯）、氰酸酯樹脂（如雙酚A型氰酸酯）等，通過多樹脂復(fù)配提升耐熱性與界面附著力。

2.增韌劑（0.05wt%～5wt%）

有機硅雜化環(huán)氧樹脂或環(huán)氧基低聚倍半硅氧烷，增強抗沖擊性并降低內(nèi)應(yīng)力。

3.固化劑（3wt%～10wt%）

酸酐類（如甲基六氫苯酐、改性偏苯三酸酐），確保低溫固化活性與高交聯(lián)密度。

4.固化促進劑（0.05wt%～2wt%）

咪唑衍生物（如2-乙基-4-甲基咪唑）或雙環(huán)脒類（如1,8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯），精準(zhǔn)調(diào)控固化速度。

5.無機填料（75wt%～90wt%）

球形氧化鋁（粒徑0.5–20μm）或二氧化硅（0.1–10μm），高填充量顯著降低CTE并提升導(dǎo)熱性；粒徑梯度設(shè)計優(yōu)化顆粒堆疊密度。

6.偶聯(lián)劑（0.05wt%～2wt%）

環(huán)氧基硅烷（如3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷），強化填料-樹脂界面結(jié)合。

三、制備工藝創(chuàng)新

專利采用分步混合+均質(zhì)化研磨工藝，解決高填料比例下的分散難題：

1.樹脂-填料預(yù)混：將有機樹脂與部分無機填料（如片狀SiO?）初步混合，研磨至細(xì)度＜15μm，形成高分散性基料。

2.梯度添加剩余組分：依次加入固化劑、增韌劑、球形填料及偶聯(lián)劑，低速攪拌避免氣泡生成。

3.三輥研磨脫泡：過三輥機研磨3遍，真空脫泡后過濾出料，確保粘度穩(wěn)定在80 Pa·s以下，適配點膠工藝。

此工藝避免填料沉降，提升批次一致性，且單組份設(shè)計支持自動化產(chǎn)線快速點膠。

四、性能突破與應(yīng)用價值

1.關(guān)鍵性能參數(shù)

低熱膨脹系數(shù)：CTE降至15 ppm/℃（較傳統(tǒng)產(chǎn)品降低50%），匹配硅芯片與陶瓷基板，抑制熱應(yīng)力翹曲。

高耐熱性：Tg達180℃，適用于汽車電子（-40℃～150℃工作環(huán)境）。

環(huán)境穩(wěn)定性：吸水率0.32%，鹽霧測試＞2000小時，失效率＜0.02ppm。

力學(xué)性能：抗彎強度＞120 MPa，沖擊韌性提升3倍。

2.應(yīng)用場景

高密度SiP模塊：5G射頻前端、AI加速卡（如Chiplet異構(gòu)集成）。

車規(guī)級電子：ECU控制板、傳感器（通過AEC-Q200認(rèn)證）。

消費電子：屏下指紋模組（如HS700系列底部填充膠）、可穿戴設(shè)備微型封裝。

五、產(chǎn)業(yè)化與市場前景

國產(chǎn)替代價值：突破美日企業(yè)（如Henkel、Namics）在高階封裝膠的技術(shù)壟斷，已導(dǎo)入華為、三星供應(yīng)鏈，替代進口產(chǎn)品。

環(huán)保兼容性：符合RoHS 2.0及Reach標(biāo)準(zhǔn)，VOC趨零排放，環(huán)保性能超行業(yè)均值50%。

產(chǎn)學(xué)研協(xié)同：與復(fù)旦大學(xué)合作開發(fā)3DIC封裝適配材料，規(guī)劃科創(chuàng)板上市加速產(chǎn)業(yè)化。

總結(jié)：

漢思此項專利通過高填料改性+分步工藝，攻克了SiP中多材質(zhì)界面失效的行業(yè)痛點，其低CTE、高Tg、低吸水的特性為先進封裝（如Chiplet、3DIC）提供了底層材料支撐。技術(shù)已應(yīng)用于智能汽車、AI硬件等高端場景，推動國產(chǎn)封裝膠從“依賴進口”向“全球輸出”轉(zhuǎn)型。進一步技術(shù)細(xì)節(jié)可查閱專利原文（CN202310155819.4）或漢思膠水官網(wǎng)案例。