Materiais avançados de embalagem | Composto de moldagem epóxi (EMC): materiais -chave para embalagem eletrônica
01 Visão geral
O composto de moldagem por epóxi (EMC) é um material químico termoendurecido usado para embalagem de semicondutores. É um composto de moldagem em pó feito de resina epóxi como resina base, resina fenólica de alto desempenho como agente de cura, cargas como micropopadela de silício e uma variedade de aditivos.
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, corrosion and mechanical danos, melhorando assim a confiabilidade e a vida útil dos componentes eletrônicos. Atualmente, mais de 95% dos componentes eletrônicos são encapsulados com compostos de moldagem epóxi.
Os dados mostram que, em 2023, o tamanho do mercado da indústria de compostos de moldagem por epóxi semicondutores da China atingirá 6,242 bilhões de yuan, um aumento ano a ano de 15,36%. Com a melhoria contínua do nível do processo doméstico de processo de fabricação de embalagens de semicondutores e o rápido desenvolvimento da escala de aplicação a jusante, o tamanho do mercado do composto de moldagem por epóxi semicondutor deve manter uma alta taxa de crescimento.
02 Tipos de compostos de moldagem epóxi
De acordo com diferentes formas, os compostos de moldagem epóxi podem ser divididos em compostos de moldagem epóxi em forma de bolo, compostos de moldagem de epóxi em forma de folha, compostos de moldagem por epóxi granulares (GMC) e compostos de moldagem por epóxi líquidos (LMC).
Forma de panqueca:Essa forma de composto de moldagem epóxi é frequentemente usada em processos de embalagem tradicionais para encapsular os chips através da tecnologia de moldagem por transferência.
Folha:Esta forma de composto de moldagem epóxi é adequada para certos requisitos de embalagem específicos.
Granular:GMC refere -se a material de moldagem epóxi granular. O material de moldagem epóxi granular adota o método de espalhamento uniforme de pó no processo de moldagem. Após o pré -aquecimento, torna -se líquido. A placa transportadora com o chip está imersa na resina para formar. Tem as vantagens de operação simples, horário de trabalho curto e baixo custo. É usado principalmente em alguns processos específicos de embalagem, incluindo embalagens no nível do sistema (SIP) e embalagem de wafer (Fowlp) no nível da bolacha (Fowlp). O GMC tem as vantagens de operação simples, horário de trabalho curto e baixo custo.
Líquido:O composto de moldagem por líquido também é chamado de material de encapsulamento ou encapsulamento, que é frequentemente usado para encher e encapsular o fundo do chip. O composto de moldagem por epóxi líquido também é chamado de composto de moldagem por epóxi líquido, que tem as vantagens de alta confiabilidade, cura de média e baixa temperatura, absorção de baixa água e baixa dobra. É usado principalmente no processo de embalagem HBM.
De acordo com os diferentes formulários de embalagem, o EMC pode ser dividido em duas categorias: compostos de moldagem epóxi para dispositivos discretos e compostos de moldagem epóxi para circuitos integrados. Alguns compostos de moldagem epóxi podem ser usados para encapsular dispositivos discretos e circuitos integrados em pequena escala, e não há limites claros entre eles.
O processo de fabricação de diferentes compostos de moldagem epóxi é basicamente o mesmo. Somente os compostos de moldagem epóxi para moldagem por compressão não precisam ser pré -formados e biscoitos, mas precisam controlar o tamanho das partículas das partículas trituradas. Os usuários podem usar diretamente materiais granulares para embalagens. O processo de fabricação inclui pré-tratamento de matéria-prima, pesagem, mistura, mistura e reação de reticulação, calendário, resfriamento, esmagamento, pré-formação (alguns produtos não precisam dele) e outros links.
O método de moldagem por transferência é geralmente usado para encapsular componentes eletrônicos usando compostos de moldagem epóxi. Este método aperta o composto de moldagem epóxi na cavidade do molde, incorpora o chip semicondutor nele, e reticula e o cura para formar um dispositivo semicondutor com uma certa aparência estrutural. O mecanismo de cura é que a resina epóxi passa por uma reação cruzada com o endurecedor sob condições de aquecimento e catalisador para formar um composto com uma certa estrutura estável.
03 História do desenvolvimento de compostos de moldagem epóxi
O composto de moldagem epóxi da EMC possui as características típicas de "embalagem de uma geração, material de uma geração". Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de embalagem, os requisitos de desempenho da EMC também estão mudando constantemente.
O primeiro estágio é para/Dip Packaging: Concentre -se no desempenho térmico/elétrico dos materiais EMC. Atualmente, as marcas estrangeiras basicamente retiram da tecnologia DIP com baixas barreiras técnicas; Mas, na tecnologia, as marcas de produtos domésticos e estrangeiros são comparáveis.
A embalagem SOT/SOP do segundo estágio: concentre -se na confiabilidade e na moldagem contínua dos materiais EMC. Em aplicações mais baixas, os produtos domésticos podem basicamente obter substituição, mas em segmentos de ponta, como alta tensão, produtos estrangeiros estão significativamente à frente.
A embalagem QFN/BGA do terceiro estágio: concentre -se em deformação EMC, porosidade, etc. Os produtos estrangeiros estão em uma posição de monopólio e apenas quantidades muito pequenas são vendidas internamente.
A quarta etapa da tecnologia avançada de embalagens: os requisitos de maior qualidade são apresentados para todo o desempenho dos materiais EMC. A taxa de localização é zero e as empresas domésticas estão se acelerando para acompanhar a lacuna tecnológica.
04 Pontos técnicos do composto de moldagem epóxi
Confiabilidade: os compostos de moldagem epóxi precisam passar em uma série de testes padrão para garantir seu desempenho confiável. Os itens de avaliação comuns incluem: teste de nível de sensibilidade à umidade (JEDEC MSL), teste de ciclo de alta e baixa temperatura (TCT), teste de calor e umidade fortemente acelerado (HAST), teste de cozimento de alta pressão (PCT), teste de alta temperatura e alta umidade (THT) e teste de armazenamento de alta temperatura (HTST).
À medida que o nível de embalagem aumenta, os testes padrão que os materiais de embalagem precisam passar são mais numerosos e mais difíceis; Tomando o teste JEDEC MSL como exemplo, os produtos básicos não exigem esse teste, os produtos de alto desempenho precisam passar pelo menos o JEDEC MSL 3 e os produtos avançados de embalagem precisam passar o JEDEC MSL1.
Adesão: O preenchimento do composto de moldagem epóxi precisa garantir a delaminação zero, ou seja, não há defeitos como os poros no interior. Os requisitos de adesão do composto de moldagem por epóxi estão relacionados ao tipo de metal superficial e ao tipo de substrato/quadro.
Estresse e distorção: o estresse e a distorção desempenham um papel fundamental na morfologia da superfície e no rendimento final do produto. Devido aos diferentes coeficientes de expansão dos materiais EMC e materiais de substrato, o estresse interno será formado durante o processo, o que levará à warpage.
Demoulding contínuo: para garantir a eficiência e os custos de produção e a produção, os fabricantes de embalagens estabelecerão um limite mais baixo para o número de tempos contínuos de demissão. As características contínuas de Demoulding estão relacionadas ao tipo de resina, tamanho de partícula de preenchimento e tipo e conteúdo do agente de liberação.
05 Aplicação de compostos de moldagem de epóxi em embalagens avançadas
O upstream da cadeia da indústria de composto de moldagem por epóxi inclui resina epóxi, resina fenólica de alto desempenho, pó de silício, aditivos etc. Entre eles, o silício em pó ocupa a maior participação, representando 60%-90%, que é o principal material do composto de epóxi. O segundo é a resina epóxi, que ocupa cerca de 10% da participação. O meio -fluxo da cadeia da indústria é o fabricante de compostos de moldagem epóxi; A jusante da cadeia da indústria é os campos de eletrônicos de consumo, fotovoltaicos, eletrônicos automotivos, aplicações industriais etc.
O crescimento contínuo de mercados como inteligência artificial, 5G, computação de alto desempenho e a Internet das Coisas promoveu o desenvolvimento de processos avançados e embalagens avançadas. A alta demanda contínua por baixo consumo de energia, armazenamento de dados maior e velocidades de transmissão mais rápidas impulsionaram os fornecedores de memória para fornecer soluções avançadas de embalagem, como pacotes de vários chips com base na memória flash universal, pacotes multi-chip com base em NAND e memória de alta largura de banda para aplicações de ponta. A principal característica desses pacotes avançados é o empilhamento vertical ou escalonado de vários chips, nos quais os compostos de moldagem epóxi são cruciais.
A HBM apresenta os requisitos de dispersão e dissipação de calor para EMC
HBM (alta memória de largura de banda), alta memória de largura de banda. É um tipo de DRAM projetado para aplicativos com uso intensivo de dados que requerem taxa de transferência extremamente alta. É frequentemente usado em campos que requerem alta largura de banda de memória, como computação de alto desempenho, comutação de rede e equipamento de encaminhamento.
A HBM usa a tecnologia SIP e TSV para empilhar vários pisos verticalmente como pisos, tornando a altura do pacote plástico significativamente maior que o de um chip único tradicional. A altura mais alta requer que o material de embalagem plástica periférica tenha dispersão suficiente, para que o EMC seja alterado do bolo de moldagem de injeção tradicional para o material de moldagem de epóxi granular granular granular em pó (GMC) e material de moldagem por epóxi líquido (LMC). A GMC é responsável por 40% a 50% na HBM. Para os fabricantes de EMC, essa atualização exige levar em consideração a dispersão e o isolamento na formulação, o que dificulta a formulação.
Os compostos de moldagem epóxi podem ser formulados de acordo com diferentes necessidades. Geralmente, os aplicativos automotivos requerem um pacote mais robusto, e o EMC com um conteúdo de preenchimento mais alto será usado para melhorar sua resistência. No entanto, o módulo flexível aumentará de acordo, resultando em uma diminuição na capacidade de deformação do pacote geral. Os dispositivos portáteis exigem uma margem de flexão/deformação de embalagem maior devido às condições de uso do usuário. Portanto, serão utilizados compostos de moldagem epóxi com um conteúdo de enchimento ligeiramente menor (menos de 80%).
06 O status atual e as tendências futuras dos compostos de moldagem epóxi
Nos últimos anos, a indústria de materiais de embalagem semicondutores da China fez grandes avanços em algumas áreas, mas ainda há uma certa lacuna entre os fabricantes gerais e estrangeiros. Atualmente, os fabricantes japoneses e americanos ainda ocupam uma grande parcela de produtos de médio a ponta, enquanto os fabricantes chineses ainda se concentram principalmente em atender à demanda doméstica na China, com um pequeno volume de exportação, e a maioria deles ainda está concentrada no campo de compostos de moldagem epóxi para dispositivos discretos e embalagens de circuito integradas em pequena escala. Os produtos compostos domésticos de moldagem por epóxi são usados principalmente em eletrônicos de consumo, ocupando principalmente o mercado de médio a baixa, com uma participação de mercado de cerca de 35%, enquanto os produtos de moldagem de epóxi de ponta são basicamente monopolizados por produtos japoneses e americanos.
Com o avanço dos processos de fabricação de semicondutores e o desenvolvimento adicional de chips em direção a alta integração e multifuncionalidade, os fabricantes de compostos de moldagem por epóxi precisam desenvolver e otimizar fórmulas e processos de produção de maneira direcionada de acordo com as necessidades personalizadas de clientes a jusante, de modo a responder de maneira flexível e efetiva a gerações sucessivas de tecnologias de embalagem. Devido às características de alta integração, multifuncionalidade e alta complexidade de embalagens avançadas, os fabricantes de compostos de moldagem precisam fazer um equilíbrio mais complexo entre vários indicadores de desempenho no desenvolvimento de fórmulas para produtos de embalagem avançados, e a complexidade e a dificuldade de desenvolvimento das fórmulas de produtos são particularmente altas; Ao mesmo tempo, os compostos de moldagem de epóxi usados em Fowlp/FOLP precisam ser apresentados de forma granular, exigindo que os fabricantes combinem mais efetivamente as fórmulas e as tecnologias de processos de produção, para que o desempenho do produto possa combinar efetivamente os processos de embalagem a jusante, os designs de embalagens e a confiabilidade dos pacotes, etc., e os requisitos mais altos são colocados no desempenho dos produtos.
07 Análise do cenário da concorrência dos principais mercados globais
O composto de moldagem epóxi se originou nos Estados Unidos em meados da década de 1960 e depois se desenvolveu no Japão, e sempre ocupou uma alta posição em tecnologia. A Sumitomo Bakelite é o principal fabricante mundial no campo do composto de moldagem de epóxi, ocupando 40% da participação de mercado global. Como local de nascimento do composto de moldagem por semicondutores, os Estados Unidos raramente produzem o composto de moldagem epóxi, enquanto o Japão, a China e a Coréia do Sul são os três maiores produtores do mundo do composto de moldagem por epóxi semicondutores.
Empresas estrangeiras como Sumitomo, Hitachi, Panasonic, Kyocera e Samsung têm uma participação de mercado de mais de 90% na China e quase monopoliza o mercado de ponta; Os materiais de encapsulamento epóxi da China começaram mais cedo, e Huahai Chengke já foi listado, mas os materiais domésticos ainda estão concentrados nos mercados de embalagens e testes de médio e baixo custo, como para/SOP/SOT. Beneficiando -se do rápido crescimento da demanda por componentes eletrônicos para veículos elétricos e data centers, como um material indispensável para embalagens de semicondutores, o tamanho do mercado de materiais de encapsulamento epóxi deve continuar a crescer.
Sumitomo Bakelite
A Sumitomo Bakelite é uma empresa da indústria química com sede em Tóquio, Japão, fundada em 1913. A empresa está envolvida principalmente em pesquisa e desenvolvimento, produção e vendas nos campos de plásticos, materiais eletrônicos, materiais químicos, etc. Sumitomo Bakelite Ordem dos negócios compostos da Bakelite. O negócio atual é dividido em três setores: materiais semicondutores, plásticos de alto desempenho e produtos de qualidade de vida. Entre eles, a receita do setor de materiais semicondutores vem principalmente do negócio de compostos de moldagem epóxi. A receita desse setor representou apenas cerca de 29% no ano fiscal encerrado em março de 2024, mas o lucro operacional representou 52%, que é o setor com a maior margem de lucro operacional da Bakelite de Sumitomo.
Os negócios de compostos de moldagem epóxi da Sumitomo Bakelite são divididos em três partes de acordo com os campos de aplicação a jusante: comunicação da informação, automóvel e outros campos, com receita representando aproximadamente 50%, 30% e 20%, respectivamente. Portanto, os negócios de compostos de moldagem epóxi da Sumitomo Bakelite ainda depende de eletrônicos de consumo.
Resonac (fusão de Showa Denko e Hitachi Chemical)
O Japão Resonac é uma nova empresa formada pela fusão do Grupo Showa Denko e pelo Showa Denko Materials Group (anteriormente Hitachi Chemical Group) em janeiro de 2023. Os principais negócios da empresa incluem materiais semicondutores, transporte móvel (peças automotivas/materiais de bateria de íons de lítio), materiais inovadores, materiais prateados e materiais prateados. Do ponto de vista das áreas de aplicação a jusante, os negócios de moldagem de epóxi da Resonac podem ser divididos em cinco partes, ou seja, eletrodomésticos, automóveis, smartphones, PCs e servidores, além de outros campos. A participação na receita dessas cinco empresas é de aproximadamente 35%, 20%, 15%, 15%e 15%. Os compostos de moldagem epóxi de baixo e médio porte para eletrodomésticos representam uma grande proporção da receita comercial da empresa.
Changchun Sealing Plastics (Changshu) Co., Ltd.
A Changchun Sealing Plastics (Changshu) Co., Ltd. foi criada em 19 de maio de 2003. É um conhecido fabricante doméstico de compostos de moldagem epóxi, com a empresa listada em Taiwan, Changchun Group mantendo 70% e o Sumitomo Bakelite mantendo 30%. O Changchun Group é a segunda maior empresa petroquímica de Taiwan, com centenas de produtos, incluindo produtos químicos gerais, resinas sintéticas, plásticos termoestantes e plásticos de engenharia de alto desempenho, materiais eletrônicos, produtos químicos semicondutores, etc.
Jiangsu Huahai Chengke New Materials Co., Ltd.
A Huahai Chengke foi fundada em 2010 e listada no Conselho de Inovação em Ciência e Tecnologia da Bolsa de Valores de Xangai em abril de 2023. A empresa se concentra na pesquisa e desenvolvimento e industrialização de materiais de embalagem de semicondutores. Seus principais produtos são compostos de moldagem epóxi e adesivos eletrônicos, amplamente utilizados em eletrônicos de consumo, fotovoltaicos, eletrônicos automotivos, aplicações industriais, Internet das coisas e outros campos.
Contando em seu sistema de tecnologia principal, a empresa formou um layout abrangente de produtos que pode cobrir os campos de embalagens tradicionais e embalagens avançadas, e construiu um sistema de produtos abrangente que pode ser aplicado às embalagens tradicionais (incluindo DIP, SOT, SOP, etc.) e embalagens avançadas (QFN/BGA, SIP, FC, FOWT, etc.). Focando na demanda livre de ferro por embalagens avançadas, como BGA, módulo de impressão digital, fan-out etc., a empresa está desenvolvendo ainda mais a tecnologia de linha de produção sem ferro; Em resposta à crescente demanda por compostos de moldagem de epóxi de nível automotivo, os produtos compostos de moldagem por epóxi sem enxofre estão sendo desenvolvidos; e investimento contínuo em pesquisa e desenvolvimento de compostos granulares (GMC) e moldagem de líquidos (LMC) que podem ser usados no campo HBM. Durante o período de relatório de 24h1, a Companhia conquistou a tecnologia de ligação livre de enxofre dos compostos de moldagem por epóxi e adicionou uma nova patente de invenção para a composição da resina de epóxi sem enxofre e utiliza adequados para embalagens de semicondutores, que fornecem proteção para a tecnologia principal da empresa e direitos intelectuais de materiais de embalagem avançada livre de sulfos. Em 11 de novembro de 2024, Huahai Chengke divulgou um anúncio de que pretende comprar 100% do patrimônio da Hengsuo Huawei Electronics Co., Ltd.
Jiangsu Zhongke Chemical New Materials Co., Ltd.
Fundada em 2011, a empresa é uma empresa nacional de alta tecnologia especializada em pesquisa e desenvolvimento, produção e vendas de materiais de embalagem de semicondutores. Possui uma capacidade de produção anual de mais de 10.000 toneladas de materiais de embalagem de semicondutores, com foco no desenvolvimento de compostos de moldagem de epóxi em campos de aplicação, como embalagens avançadas de circuito integrado em larga escala e semicondutores de terceira geração. Do ponto de vista do produto, a tecnologia de composto de moldagem epóxi da empresa é herdada de Pequim Kehua e é apoiada pelo Instituto de Química da Academia Chinesa de Ciências. Os produtos da empresa são usados principalmente em embalagens de semicondutores e embalagens no nível da placa, cobrindo semicondutores de terceira geração a jusante, ICS, regulamentos automotivos, regulamentos industriais e outras aplicações. Os clientes a jusante incluem tecnologia huatiana, microeletrônica tongfu, tecnologia Changdian, Microeletrônica de Recursos da China, Grupo Riyuexin e outras empresas líderes de embalagens domésticas e estrangeiras.
Em dezembro de 2024, o EMC granular (GMC) para embalagem WLCSP/FOLP foi colocado em produção em massa, o Liquid EMC (LMC) para embalagem WLP está no estágio de P&D e verificação e SHELT EMC (SMC) para embalagens ocas, como a serra está no estágio de P&D e verificação. Em julho de 2024, a empresa se registrou para orientação de IPO no Bureau Regulatório de Valores Mobiliários da Jiangsu e está prestes a lançar um IPO.
Shanghai Feikai Materials Technology Co., Ltd.
Os materiais FEIKAI foram fundados em 2002. Seus compostos de moldagem epóxi são usados principalmente em dispositivos discretos de potência, montagem integrada da superfície do circuito e produtos de embalagem de substrato. Os compostos de moldagem epóxi de embalagem de ponta está se transformando gradualmente dos produtos tradicionais de montagem em superfície SOP/SSOP, DFN e QFP para embalagem de substrato avançada BGA e MUF. Possui as características de baixa distorção, baixa absorção de água e alta confiabilidade. Ele pode passar no alto nível de MSL e é um EMC ambientalmente amigável que não contém bromo, antimônio, etc. Em junho de 2024, afirmou: os produtos materiais MUF da empresa incluem materiais de embalagem líquida LMC e GMC Packaging Materiais. O material de embalagem líquido LMC foi produzido em massa e vendido em pequenas quantidades, e o material de embalagem de preenchimento granular GMC ainda está no estágio de entrega de amostras de pesquisa e desenvolvimento.
Wuxi Chuangda New Materials Co., Ltd.
A empresa foi fundada em 2003. Seus principais negócios são a pesquisa e desenvolvimento, produção e vendas de materiais de embalagem termoestiva de alto desempenho. Seus principais produtos incluem compostos de moldagem de epóxi, compostos de moldagem fenólica, borracha de silicone, cola de prata condutora, compostos de moldagem de poliéster insaturados e outros materiais de embalagem termoestiva, amplamente utilizados em embalagens em campos semicondutores e automotivos.
Tianjin Kaihua Isolation Materials Co., Ltd.
A empresa foi criada em 19 de junho de 2000. É uma das primeiras empresas domésticas que produzem materiais de embalagem eletrônica, com uma capacidade de produção anual de mais de 4.000 toneladas e um valor anual de produção de 100 milhões de yuan. É uma empresa de alta tecnologia que se envolve principalmente no desenvolvimento, pesquisa, produção e vendas de materiais de embalagem eletrônica de materiais de encapsulamento em pó epóxi e materiais de encapsulamento de plástico epóxi. Em agosto de 2024, o projeto de captação de recursos da empresa adicionou 3.000 toneladas de capacidade de produção de material de encapsulamento em pó epóxi e 2.000 toneladas de capacidade de produção de material de encapsulamento de plástico epóxi. Espera -se que, com a expansão das áreas de aplicação, a capacidade do mercado continue aumentando.
Jiangsu Zhongpeng New Materials Co., Ltd.
A empresa foi criada em 2006 e seu antecessor foi a Jiangsu Zhongpeng Electronics Co., Ltd. É um fabricante especializado na produção de produtos de compostos de moldagem de epóxi para embalagens de dispositivos semicondutores.
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