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聚酰亞胺材料的典型應用

點擊次數:588    發布日期:2022-09-21   本文鏈接:http://www.miribilla.net/news/979.html

1、α-粒子屏蔽層膜

    1978年4月,Intel公司的研究人員首次報道了在動態存儲器中由于α-粒子所誘發的“軟錯誤”問題。α-粒子等射線輻射的主要來源是核輻射和空間的宇宙射線以及集成電路原材料中殘留的放射性物質,如鈾、銖等。集成電路在遭受射線輻射后,將有可能發生性能劣化或瞬間失效。如果集成電路安裝在導彈上,在受到射線的輻照后,導彈的電腦系統可能會發生邏輯誤差,使得導彈失控。如果安裝在核電站、核潛艇等設備中的集成電路受到射線的輻射,就會導致儀器設備的失控。因此人們采取了多種措施來解決這個問題。這些措施主要集中在以下三個方面:(1)設計具有足夠操作窗口的電路,尤其是電荷存儲元件來保證由于射線所引起的載荷子不足以影響集成電路的邏輯狀態;(2〉使用含有非常低含量輻射物質的材料來封裝集成電儲設備,勢必會增加集成電路的尺寸;第二類措施*為有效,但卻難以實施,主要是因為目前還很難得到足夠低含量雜質離子的材料;第三種措施由于操作簡單、屏蔽效果好,因此成為目前主要采用的方法。

    采用第三種措施對IC芯片進行表面屏蔽主要有兩種形式:(1)采用預制好的柔性帶,如PI薄膜,在封裝前將其粘結在IC活性表面上;(2〉采用液體材料,如PI前體溶液,使用時將其分散于IC活性表面上,封裝前進行固化。**種形式由于操作過程中的均一性以及批量性等問題難以在實際生產中得到廣泛應用。第二種形式雖然也存在諸如溶液但這些問題均可以通過調節溶液性質與操作工藝來加以改善,因此第二種方式成為目前IC工業中主要采用的手段。

    Hitachi公司已在其64k存儲器中使用聚酰亞胺前體溶液來對其表面進行保護。Motorola 公司在其64k動態存儲器中使用Dupont 公司的PI前體溶液PyralinP12562進行α-粒子屏蔽保護,得到了滿意的結果。屏蔽層厚度為1mil(約25mm)時,在10000h的測試中,軟錯誤發生的次數不超過一次。


Dupont聚酰亞胺

2、芯片的鈍化膜

    聚酰亞胺作為芯片鈍化層和應力緩沖涂層在微電子工業中應用非常廣泛。聚酰亞胺層膜既可以單獨使用作為芯片的鈍化膜(一級鈍化),也可以和Sio,等無機鈍化膜配合形成復合鈍化膜(二級鈍化)。PI鈍化膜可有效阻滯電子遷移、防止腐蝕。具有PI鈍化保護層的元器件具有很低的漏電流、較強的機械性能以及耐化學腐蝕性能。同時,PI膜也可有效地遮擋潮氣,增加元器件的抗潮濕能力。

3、應力緩沖膜

    聚酰亞胺作為應力緩沖涂層已廣泛用于半導體器件的塑性封裝中,其可吸收由于塑封料與硅片及引線框架間熱膨脹系數不同而產生的內應力,有效地降低由于熱應力引起的電路崩裂斷路,保護元器件在后續的加工、封裝和后處理過程中免受損傷,增加產品的成品率。

4、多層金黑互聯電路的層間介電絕絳膜

    高密度高速度多層互連金屬電路要求所適用的層間介電絕緣材料具有低的介電常數和介電損耗,以盡可能減少寄生電容,從而防止信號傳輸的延遲、串音以及噪音等。另外,還要求層間介電材料具有如下的性能:低吸濕性;與金屬間的強粘附性;化學惰性;良好的熱穩定性;優良的力學性能;優良的表面平坦化特性;簡單、易掌握的精密制圖工藝;優良的可靠性等。作為層間絕緣材料,聚酰亞胺材料比無機材料具有明顯的性能和成本優勢。首先,聚酰亞胺材料的介電常數和介電損耗比較低,介電常數一般約低于3.8,而介電損耗低于0.004;其次,聚酰亞胺材料的成型工藝比無機材料要簡單,適于大面積、流水線生產,制造成本低。



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