Materiali di imballaggio avanzato | Composto di stampaggio epossidico (EMC): materiali chiave per l'imballaggio elettronico
01 Panoramica
Il composto di stampaggio epossidico (EMC) è un materiale chimico di termosetting utilizzato per l'imballaggio a semiconduttore. È un composto di stampaggio in polvere realizzato in resina epossidica come resina di base, resina fenolica ad alte prestazioni come agente di indurimento, riempitivi come micropowder silicio e una varietà di additivi.
Epoxy molding compounds are mainly used for packaging and protection of electronic components, such as integrated circuits, semiconductor devices, LED chips, power modules, electronic transformers, sensors, etc. Its excellent electrical properties, mechanical properties and chemical resistance can make electronic components have good insulation, heat resistance, corrosion resistance and mechanical strength, effectively protecting electronic components from moisture, corrosione e danni meccanici, migliorando così l'affidabilità e la durata della durata dei componenti elettronici. Attualmente, oltre il 95% dei componenti elettronici è incapsulato con composti di stampaggio epossidico.
I dati mostrano che nel 2023 le dimensioni del mercato dell'industria dei composti di modanatura epossidica a semiconduttore cinese raggiungerà i 6,242 miliardi di yuan, un aumento di un anno del 15,36%. Con il miglioramento continuo del livello di produzione di prodotti per l'imballaggio a semiconduttore domestico e il rapido sviluppo della scala delle applicazioni a valle, si prevede che la dimensione del mercato del composto di stampaggio epossidico a semiconduttore manterrà un alto tasso di crescita.
02 Tipi di composti di stampaggio epossidico
Secondo le diverse forme, i composti di stampaggio epossidico possono essere divisi in composti di stampaggio epossidico a forma di torta, composti di stampaggio epossidico a forma di foglio, composti granulari di stampaggio epossidico (GMC) e composti di stampaggio epossidico liquido (LMC).
Forma del pancake:Questa forma di composto di stampaggio epossidico viene spesso utilizzata nei tradizionali processi di imballaggio per incapsulare i chip attraverso la tecnologia di trasferimento di stampaggio.
Foglio:Questa forma di composto di stampaggio epossidico è adatta a determinati requisiti di imballaggio specifici.
Granulare:GMC si riferisce al materiale granulare di stampaggio epossidico. Il materiale di stampaggio epossidico granulare adotta il metodo di diffusione della polvere uniforme nel processo di stampaggio. Dopo il preriscaldamento, diventa liquido. La scheda di trasporto con il chip è immersa nella resina per formarsi. Ha i vantaggi di semplici operazioni, brevi orari di lavoro e basso costo. Viene utilizzato principalmente in alcuni processi di imballaggio specifici, tra cui l'imballaggio a livello di sistema (SIP) e l'imballaggio a livello di wafer a ventola (FOWLP). GMC ha i vantaggi di semplici operazioni, brevi orari di lavoro e basso costo.
Liquido:Il composto di stampaggio liquido è anche chiamato materiale di riempimento o incapsulamento, che viene spesso utilizzato per il riempimento e l'incapsulamento del fondo del chip. Il composto di stampaggio epossidico liquido è anche chiamato composto di stampaggio epossidico liquido, che presenta i vantaggi di elevata affidabilità, cura di media e bassa temperatura, basso assorbimento d'acqua e bassa deformazione. È utilizzato principalmente nel processo di imballaggio HBM.
Secondo le diverse forme di imballaggio, EMC può essere diviso in due categorie: composti di stampaggio epossidico per dispositivi discreti e composti di stampaggio epossidico per circuiti integrati. Alcuni composti di stampaggio epossidico possono essere utilizzati per incapsulare sia dispositivi discreti che circuiti integrati su piccola scala e non esiste un confine chiaro tra di loro.
Il processo di produzione di diversi composti di stampaggio epossidico è sostanzialmente lo stesso. Solo i composti di stampaggio epossidico per lo stampaggio a compressione non devono essere preformati e biscotati, ma devono controllare la dimensione delle particelle delle particelle frantumate. Gli utenti possono utilizzare direttamente materiali granulari per l'imballaggio. Il processo di produzione comprende il pretrattamento delle materie prime, la pesatura, la miscelazione, la miscelazione e la reazione reticolare, il calendario, il raffreddamento, la frantumazione, la preformato (alcuni prodotti non ne hanno bisogno) e altri collegamenti.
Il metodo di stampaggio di trasferimento viene generalmente utilizzato per incapsulare componenti elettronici usando composti di stampaggio epossidico. Questo metodo stringe il composto di modanatura epossidica nella cavità dello stampo, incorpora il chip a semiconduttore e collega la croce e lo cura per formare un dispositivo a semiconduttore con un certo aspetto strutturale. Il meccanismo di indurimento è che la resina epossidica subisce una reazione di reticolazione con l'indurimento in condizioni di riscaldamento e catalizzatore per formare un composto con una certa struttura stabile.
03 Storia di sviluppo dei composti di stampaggio epossidico
Il composto di stampaggio epossidico EMC ha le caratteristiche tipiche di "un materiale di generazione di una generazione". Con il continuo sviluppo della tecnologia di imballaggio, anche i requisiti di prestazione di EMC sono in costante cambiamento.
Il primo stadio è quello di fare/immergere l'imballaggio: concentrarsi sulle prestazioni termiche/elettriche dei materiali EMC. Al giorno d'oggi, i marchi stranieri si sono sostanzialmente ritirati dalla tecnologia DIP con basse barriere tecniche; Ma nella tecnologia, i marchi di prodotti nazionali ed stranieri sono comparabili.
L'imballaggio SOT/SOP del secondo stadio: concentrarsi sull'affidabilità e sullo stampaggio continuo dei materiali EMC. Nelle applicazioni di fascia bassa, i prodotti domestici possono sostanzialmente ottenere una sostituzione, ma in segmenti di fascia alta come l'alta tensione, i prodotti stranieri sono significativamente avanti.
L'imballaggio QFN/BGA del terzo stadio: concentrarsi sulla deformazione EMC, la porosità, ecc. I prodotti stranieri sono in una posizione di monopolio e solo quantità molto piccole vengono vendute a livello nazionale.
La quarta fase della tecnologia di imballaggio avanzata: i requisiti di qualità superiore sono avanzati per tutte le prestazioni dei materiali EMC. Il tasso di localizzazione è zero e le aziende nazionali stanno accelerando per raggiungere il divario tecnologico.
04 Punti tecnici del composto di stampaggio epossidico
Affidabilità: i composti di stampaggio epossidico devono superare una serie di test standard per garantire le loro prestazioni affidabili. Gli elementi di valutazione comuni includono: test del livello di sensibilità all'umidità (JEDEC MSL), test del ciclo ad alta e bassa temperatura (TCT), test di accumulo di calore e umidità fortemente accelerato (HAST), test di cottura ad alta pressione (PCT), test ad alta temperatura e alta umidità (THT) e test di stoccaggio ad alta temperatura (HTST).
All'aumentare del livello di imballaggio, i test standard che i materiali di imballaggio devono passare sono più numerosi e più difficili; Prendendo il test JEDEC MSL come esempio, i prodotti di base non richiedono questo test, i prodotti ad alte prestazioni devono passare almeno JEDEC MSL 3 e i prodotti di imballaggio avanzati devono passare JEDEC MSL1.
Adesione: il riempimento del composto di stampaggio epossidico deve garantire una delaminazione zero, ovvero non ci sono difetti come i pori all'interno. I requisiti di adesione del composto di stampaggio epossidico sono correlati al tipo di metallo superficiale e al tipo di substrato/telaio.
Stress e deformazioni: lo stress e la warpage svolgono un ruolo chiave nella morfologia superficiale e nella resa finale del prodotto. A causa dei diversi coefficienti di espansione dei materiali EMC e dei materiali del substrato, durante il processo si formeranno lo stress interno, che porterà a deformazioni.
DEMOULD CONTINUO: Al fine di garantire l'efficienza della produzione e i costi di produzione, i produttori di imballaggi fissano un limite inferiore al numero di tempi di demoulding continui. Le caratteristiche continue di demoulding sono correlate al tipo di resina, alla dimensione delle particelle di riempimento e al tipo e al contenuto dell'agente di rilascio.
05 Applicazione di composti di stampaggio epossidico nella confezione avanzata
La catena dell'industria composta di modanatura epossidica di modanatura comprende resina epossidica, resina fenolica ad alte prestazioni, polvere di silicio, additivi, ecc. Tra questi, la polvere di silicio occupa la quota più grande, che rappresenta il 60%-90%, che è il materiale principale del composto di modanatura epossidica e influenza direttamente il miglioramento delle prestazioni del composto epossidico. Il secondo è la resina epossidica, che occupa circa il 10% della quota. Il Midstream della catena del settore è il produttore di composti di stampaggio epossidico; La catena di industria a valle è i campi dell'elettronica di consumo, fotovoltaici, elettronica automobilistica, applicazioni industriali, ecc.
La crescita continua di mercati come l'intelligenza artificiale, il 5G, il calcolo ad alte prestazioni e l'Internet of Things ha promosso lo sviluppo di processi avanzati e imballaggi avanzati. La continua ad alta domanda di basso consumo di energia, una più grande memoria di dati e velocità di trasmissione più rapide ha spinto i fornitori di memoria chiave per fornire soluzioni di imballaggio avanzate, come pacchetti multi-chip basati su memoria flash universale, pacchetti multi-chip basati sulla NAND e memoria ad alta larghezza di banda per applicazioni di alta gamma. La caratteristica principale di questi pacchetti avanzati è lo stacking verticale o sfalsato di più chip, in cui i composti di stampaggio epossidico sono cruciali.
HBM pone i requisiti di dispersione e dissipazione del calore per EMC
HBM (memoria ad alta larghezza di banda), memoria ad alta larghezza di banda. È un tipo di DRAM progettato per applicazioni ad alta intensità di dati che richiedono un throughput estremamente elevato. Viene spesso utilizzato in campi che richiedono un'elevata larghezza di banda della memoria, come le apparecchiature di calcolo ad alte prestazioni, commutazione e inoltro di rete.
HBM utilizza la tecnologia SIP e TSV per impilare diversi muore di DRAM verticalmente come i pavimenti, rendendo l'altezza del pacchetto di plastica significativamente superiore a quella di un tradizionale chip singolo. L'altezza più elevata richiede che il materiale di imballaggio in plastica periferica abbia una dispersione sufficiente, quindi l'EMC deve essere cambiato dalla tradizionale torta di stampaggio a iniezione al materiale di stampaggio epossidico granulare granulare in polvere (GMC) e materiale di stampaggio epossidico liquido (LMC). GMC rappresenta fino al 40% -50% in HBM. Per i produttori EMC, un tale aggiornamento richiede di tenere conto della dispersione e dell'isolamento nella formulazione, il che rende difficile la formulazione.
I composti di stampaggio epossidico possono essere formulati in base alle diverse esigenze. Generalmente, le applicazioni automobilistiche richiedono un pacchetto più robusto ed EMC con un contenuto di riempimento più elevato verrà utilizzato per migliorare la sua tenacità. Tuttavia, il modulo flessibile aumenterà di conseguenza, con conseguente riduzione della capacità di deformazione del pacchetto complessivo. I dispositivi portatili richiedono un margine di piegatura/deformazione del pacchetto più grande a causa delle condizioni di utilizzo dell'utente. Pertanto, verranno utilizzati composti di stampaggio epossidico con un contenuto di riempimento leggermente più basso (meno dell'80%).
06 Lo stato attuale e le tendenze future dei composti di stampaggio epossidico
Negli ultimi anni, l'industria dei materiali per l'imballaggio a semiconduttore cinese ha fatto grandi scoperte in alcune aree, ma c'è ancora un certo divario tra i produttori complessivi e stranieri. Al momento, i produttori giapponesi e americani occupano ancora una grande parte di prodotti da medio-est di fascia alta, mentre i produttori cinesi si concentrano ancora principalmente sull'incontro con la domanda interna in Cina, con un piccolo volume di esportazione, e la maggior parte di essi è ancora concentrata nel campo dei composti di stampaggio epossidico per dispositivi discreti e imballaggi integrati su piccola scala. I prodotti composti di stampaggio epossidico domestico sono utilizzati principalmente nell'elettronica di consumo, occupando principalmente il mercato medio-basso, con una quota di mercato di circa il 35%, mentre i prodotti composti di modanatura epossidica di fascia alta sono sostanzialmente monopolizzati da prodotti giapponesi e americani.
Con l'avanzamento dei processi di produzione di semiconduttori e l'ulteriore sviluppo di chip verso l'alta integrazione e multifunzionalità, i produttori di composti di stampaggio epossidico devono sviluppare e ottimizzare le formule e i processi di produzione in modo mirato in base alle esigenze personalizzate dei clienti a valle, in modo da rispondere in modo flessibile ed efficace alle successive generazioni di tecnologie di packaging. A causa delle caratteristiche dell'elevata integrazione, della multifunzionalità e dell'alta complessità degli imballaggi avanzati, i produttori di composti di stampaggio devono fare un equilibrio più complesso tra vari indicatori di prestazione nello sviluppo di formule per prodotti di imballaggio avanzati e la complessità e la difficoltà di sviluppo delle formule del prodotto sono particolarmente elevate; Allo stesso tempo, i composti di stampaggio epossidico utilizzati in FOWLP/FOPLP devono essere presentati in una forma granulare, che richiede ai produttori di combinare più efficacemente le formule e le tecnologie di processo di produzione, in modo che le prestazioni del prodotto possano corrispondere efficacemente a processi di imballaggio a valle, progetti di imballaggio e affidabilità del pacchetto, ecc., E i requisiti più elevati sono posti sulle prestazioni del prodotto.
07 Analisi del panorama della concorrenza dei principali mercati globali
Il composto di stampaggio epossidico ebbe origine negli Stati Uniti a metà degli anni '60 e poi sviluppato in Giappone e ha sempre occupato un'alta posizione nella tecnologia. Sumitomo Bakelite è il principale produttore mondiale nel campo del composto di stampaggio epossidico, che occupa il 40% della quota di mercato globale. Come luogo di nascita del composto di stampaggio a semiconduttore, gli Stati Uniti raramente producono composti di stampaggio epossidico, mentre il Giappone, la Cina e la Corea del Sud sono i tre maggiori produttori al mondo di composto di modanatura epossidica a semiconduttore.
Aziende straniere come Sumitomo, Hitachi, Panasonic, Kyocera e Samsung hanno una quota di mercato di oltre il 90% in Cina e quasi monopolizzano il mercato di fascia alta; I materiali di incapsulamento epossidico cinese sono iniziati in anticipo e Huahai Chengke è già stato elencato, ma i materiali domestici sono ancora concentrati nei mercati di imballaggi e test di fascia bassa e bassa come a/SOP/SOT. Beneficiare della rapida crescita della domanda di componenti elettronici per veicoli elettrici e data center, come materiale indispensabile per l'imballaggio a semiconduttore, si prevede che le dimensioni del mercato dei materiali di incapsulamento epossidico continueranno a crescere.
Sumitomo Bakelite
Sumitomo Bakelite è una società di industria chimica con sede a Tokyo, in Giappone, fondata nel 1913. La società è principalmente impegnata in ricerca e sviluppo, produzione e vendite in settori di materie plastiche, materiali elettronici, materiali chimici, ecc. Sumitomo Bakelite Affari composti a stampaggio epossidico attualmente ha una quota di mercato globale di circa 40%, classificata prima nel mondo. L'attuale attività è divisa in tre settori: materiali per semiconduttori, materie plastiche ad alte prestazioni e prodotti per la qualità della vita. Tra questi, le entrate del settore dei materiali per semiconduttori provengono principalmente dal business dei composti di stampaggio epossidico. Le entrate di questo settore hanno rappresentato solo circa il 29% nell'anno fiscale che termina il marzo 2024, ma l'utile operativo ha rappresentato il 52%, che è il settore con il margine di profitto operativo più alto di Sumitomo Bakelite.
Il business dei composti di stampaggio epossidico di Sumitomo Bakelite è diviso in tre parti secondo i campi di applicazione a valle: comunicazione di informazioni, automobili e altri campi, con entrate che rappresentano circa il 50%, 30% e 20% rispettivamente. Pertanto, il business dei composti di modanatura epossidica di Sumitomo Bakelite si basa ancora sull'elettronica di consumo.
Resonac (fusione di Showa Denko e Hitachi Chemical)
Il Giappone Resonac è una nuova società formata dalla fusione di Showa Denko Group e Showa Denko Materials Group (precedentemente Hitachi Chemical Group) nel gennaio 2023. Le principali aziende dell'azienda includono materiali per semiconduttori, trasporti mobili (parti automobilistiche/materiali per batterie agli ioni di litio), materiali innovativi, nonché materiali per la vita chimici. Dal punto di vista delle aree di applicazione a valle, l'attività di stampaggio epossidico di Resonac può essere divisa in cinque parti, vale a dire elettrodomestici, automobili, smartphone, PC e server, nonché altri campi. La quota di entrate di queste cinque aziende è di circa il 35%, 20%, 15%, 15%e 15%. I composti di stampaggio epossidico di fascia bassa e medio per gli elettrodomestici rappresentano una grande parte delle entrate commerciali dell'azienda.
Changchun Sealing Plastics (Changshu) Co., Ltd.
Changchun Sealing Plastics (Changshu) Co., Ltd. è stata istituita il 19 maggio 2003. È un noto produttore di composti di modanatura epossidica domestica, con il gruppo Changchun Changchun di Taiwan, in possesso del 70% e Sumitomo Bakelite che detiene il 30%. Il gruppo Changchun è la seconda più grande impresa petrolchimica di Taiwan, con centinaia di prodotti, tra cui sostanze chimiche generali, resine sintetiche, materie plastiche per termosettici e materiali ingegneristici ad alte prestazioni, materiali elettronici, sostanze chimiche a semiconduttore, ecc.
Jiangsu Huahai Chengke New Materials Co., Ltd.
Huahai Chengke è stata fondata nel 2010 ed elencata nella Shanghai Stock Exchange Science and Technology Innovation Board nell'aprile 2023. La società si concentra sulla ricerca e lo sviluppo e l'industrializzazione di materiali per l'imballaggio a semiconduttore. I suoi prodotti principali sono i composti di stampaggio epossidico e gli adesivi elettronici, che sono ampiamente utilizzati in elettronica di consumo, fotovoltaici, elettronica automobilistica, applicazioni industriali, Internet delle cose e altri campi.
Facendo affidamento sul suo sistema tecnologico di base, l'azienda ha formato un layout completo del prodotto in grado di coprire i campi di imballaggi tradizionali e imballaggi avanzati e ha creato un sistema di prodotti completo che può essere applicato al packaging tradizionale (incluso DIP, SOT, SOP, ecc.) E confezionamento avanzato (QFN/BGA, SIP, FC, FC, ecc.). Concentrandosi sulla domanda senza ferro per imballaggi avanzati come BGA, Modulo di impronte digitali, Fan-Out, ecc., La società sta sviluppando ulteriormente la tecnologia della linea di produzione senza ferro; In risposta alla crescente domanda di composti di stampaggio epossidico di livello automobilistico, vengono ulteriormente sviluppati prodotti di composti di stampaggio epossidico senza zolfo; e investimenti continui nella ricerca e nello sviluppo di composti granulari (GMC) e di stampaggio liquido (LMC) che possono essere utilizzati nel campo HBM. Durante il periodo di riferimento 24h1, la società ha conquistato la tecnologia di legame senza zolfo dei composti di modanatura epossidica e ha aggiunto un nuovo brevetto di invenzione per la composizione della resina epossidica senza zolfo e l'uso adatto per l'imballaggio a semiconduttore, che fornisce protezione per la tecnologia di base dell'azienda e i diritti di proprietà intellettuale dei materiali di confezionamento avanzati senza zolfo. L'11 novembre 2024, Huahai Chengke emise un annuncio che intende acquistare il 100% del patrimonio netto di Hengsuo Huawei Electronics Co., Ltd.
Jiangsu Zhongke Chemical New Materials Co., Ltd.
Fondata nel 2011, la società è un'impresa nazionale ad alta tecnologia specializzata nella ricerca e sviluppo, produzione e vendite di materiali per l'imballaggio a semiconduttori. Ha una capacità di produzione annuale di oltre 10.000 tonnellate di materiali di imballaggio a semiconduttore, incentrati sullo sviluppo di composti di stampaggio epossidico nei campi di applicazione come l'imballaggio avanzato di circuito integrato su larga scala e semiconduttori di terza generazione. Dal punto di vista del prodotto, la tecnologia dei composti di modanatura epossidica dell'azienda è ereditata da Pechino Kehua ed è sostenuta dall'Institute of Chemistry of the Chinese Academy of Sciences. I prodotti dell'azienda sono utilizzati principalmente nell'imballaggio dei semiconduttori e nell'imballaggio a livello di scheda, che coprono semiconduttori a valle di terza generazione, ICS, regolamenti automobilistici, normative industriali e altre applicazioni. I clienti a valle includono la tecnologia huatian, la microelettronica Tongfu, la tecnologia Changdian, la Microelettronica delle risorse China, il gruppo Riyuexin e altre aziende leader di imballaggi nazionali e stranieri.
Nel dicembre 2024, EMC granulare (GMC) per l'imballaggio WLCSP/FOPLP è stato messo nella produzione di massa, Liquid EMC (LMC) per il packaging WLP è nella fase di R&S e di verifica e SHET EMC (SMC) per l'imballaggio cavo come sega è nella fase di R&D e Verification. Nel luglio 2024, la società si è registrata per la guida IPO con l'Ufficio di regolamentazione di Jiangsu Securities e sta per lanciare una IPO.
Shanghai Feikai Materials Technology Co., Ltd.
I materiali Feikai sono stati fondati nel 2002. I suoi composti di stampaggio epossidico sono utilizzati principalmente in dispositivi discreti di potenza, supporto per la superficie del circuito integrato e prodotti di imballaggio del substrato. I composti di stampaggio epossidico di imballaggio medio-alto si stanno trasformando gradualmente dai prodotti tradizionali SOP/SSOP, DFN e QFP a montaggio superficiale a BGA e MUF avanzati. Ha le caratteristiche di bassa deformazione, bassa assorbimento d'acqua e alta affidabilità. Può superare l'alto livello di MSL ed è EMC ecologico che non contiene bromo, antimonio, ecc. Nel giugno 2024, ha affermato: i materiali MUF dell'azienda includono materiali di imballaggio liquido LMC e materiali di imballaggio granulare GMC. Il materiale di imballaggio liquido LMC è stato prodotto in serie e venduto in piccole quantità e il materiale di imballaggio di riempimento granulare GMC è ancora nella fase di consegna dei campioni di ricerca e sviluppo.
Wuxi Chuangda New Materials Co., Ltd.
La società è stata fondata nel 2003. La sua attività principale è la ricerca e lo sviluppo, la produzione e le vendite di materiali di imballaggio a termosettiche ad alte prestazioni. I suoi principali prodotti includono composti di stampaggio epossidico, composti di stampaggio fenolico, gomma siliconica, colla in argento conduttivo, composti insaturi di modanatura in poliestere e altri materiali di imballaggio a termosettatura, che sono ampiamente utilizzati nell'imballaggio in semiconduttori e campi automobilistici.
Tianjin Kaihua Isolation Materials Co., Ltd.
La società è stata fondata il 19 giugno 2000. È una delle prime aziende nazionali che producono materiali di imballaggio elettronico, con una capacità di produzione annuale di oltre 4.000 tonnellate e un valore di produzione annuale di 100 milioni di yuan. È un'impresa ad alta tecnologia che è principalmente impegnata nello sviluppo, nella ricerca, nella produzione e nelle vendite di materiali di imballaggio elettronico materiali di incapsulamento epossidico e materiali di incapsulamento della plastica epossidica. Nell'agosto 2024, il progetto di raccolta fondi dell'azienda ha aggiunto 3.000 tonnellate di capacità di produzione di materiale di incapsulamento di polvere epossidica e 2.000 tonnellate di capacità di produzione di materiale di incapsulamento di plastica epossidica. Si prevede che con l'espansione delle aree di applicazione, la capacità del mercato continuerà ad aumentare.
Jiangsu Zhongpeng New Materials Co., Ltd.
La società è stata fondata nel 2006 e il suo predecessore era Jiangsu Zhongpeng Electronics Co., Ltd. È un produttore specializzato nella produzione di prodotti composti di stampaggio epossidico per l'imballaggio di dispositivi a semiconduttore.
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