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Panasonic用科技提升车载零部件的安装可靠性 ——“低温硬化性二次安装底部填充材料”产品化

       Panasonic株式会社汽车电子和机电系统公司对低温硬化的“二次安装底部填充材料[1]”实现产品化,自2017年2月开始量产。本产品为液状的树脂材料,将零部件安装至基板后,通过在零部件周围涂抹该材料,使其渗入基板与零部件之间,能够取得卓越的安装补强效果。由此,可提高对于粘合强度有要求的车载零部件的安装可靠性。


低温硬化性二次安装底部填充材料
(2017年3月 Panasonic)

       车载装置对于严酷环境下的可靠性要求很高,同时,伴随ADAS(高级驾驶辅助系统)和IoT等高功能化的趋势发展,要求高速通信、缩短配线距离,从而,半导体和电子零部件的配线微细化也在不断精进。但由此导致的焊锡接合部的面积变小使焊锡的接合强度下降,也成为课题。此外,焊锡接合部的安装补强材料多数在150C的高温下硬化,但忌高温的精密零部件,则要求安装补强材料在低温下硬化的同时,高温下其接合部也不会劣化。
       本公司通过独有的树脂设计技术,开发了“二次安装底部填充材料”。该材料在80C的低温下可硬化,且在玻璃转化温度(Tg)[2140C以上的高温下也不易变化。


【特点】
1.在80C的低温下硬化,硬化后可实现了高的玻璃转移温度(Tg),达成了车载产品所要求的安装可靠性。
・玻璃转化温度(Tg):140C以上(本公司传统品※1 80C硬化Tg100C)
・温度循环试验:在-55C⇔125C下1000循环合格(本公司传统品※1 300循环)
2.由于高的Tg,与其他零部件材料之间的热收缩差下降,降低了施加于焊锡球[3]上的
负荷
・焊锡球周边的负荷:减少58%(无底部填充106.5kgf/mm2⇒此次44.8kgf/mm2)
3.通过确保高的流动性,还要应对间隙狭窄的安装
※1:本公司传统品:二次安装底部填充材料(品号:CV5313)


【用途】
将半导体封装和电子零部件安装至车载摄像头模块、车载通信模块(毫米波雷达用模块)等上的安装补强

参考资料:
【商品咨询处】汽车电子和机电系统公司 电子材料事业部
产品介绍URL(英):
https://industrial.panasonic.com/ww/electronic-materials/products/sp_2nduf?ad=press_20170302
产品咨询URL(中):
https://industrial.panasonic.cn/cuif/ea/contact-us?field_contact_group=2797&field_contact_lineup=3243?ad=press_20170302


【特点的详细说明】
1.在80C的低温下硬化,硬化后实现了高的玻璃转化温度(Tg),达成了车载产品所要求的安装可靠性
忌高温的精密零部件,则要求在低温下硬化的安装补强材料另外,由于车载零部件材料需要应对很严的环境,确保高温和低温的温度循环性也很重要,需要各种类型的安装补强材料。此次,通过独有的树脂设计技术的开发,在80C下硬化,实现了140C以上的高的玻璃转化温度(Tg)。由此,达成了车载所要求的安装可靠性。此外,相同材料还可应对需要短时间硬化的零部件,在150C  10分钟内,仍可达成Tg140C以上,可用于各种部位。 

2.由于高的Tg,与其他零部件材料之间的热收缩差下降,降低了施加于焊锡球上的负荷
半导体封装和电子零部件在推进高密度安装化的过程中,焊锡接合部的面积减小,应力容易集中,因此,存在裂纹和剥离等的课题,很难确保车载产品的高的连接可靠性。本公司开发了即使在低温下仍能够实现树脂的高Tg的反应性控制技术。由此,抑制了本材料与基板材料之间的热收缩差,降低了施加于焊锡球上的负荷。适于将半导体封装和电子零部件安装至车载摄像头模块和车载通信模块等的安装补强。

3.通过确保高的流动性,还可应对间隙狭窄的安装
被毫米波雷达的零部件材料等所采用的金凸块(为了使芯片与基板连接的电极)间的间距短的金凸块,接合面积尤其小,在没有安装补强材料的情况下,在温度循环试验中有发生剥离和裂纹的课题。此次,通过本公司的树脂设计技术,开发了能够确保高的流动性的安装补强材料。基板与金凸块、芯片间的焊接强度卓越,还可应对金凸块WLP(晶圆•级•封装)的安装补强,可提高连接可靠性。


【基板安装时的截面】


【基本规格】


【用语说明】
[1] 二次安装底部填充材料
       将半导体封装和电子零部件等以电气连接的形式配置于母板等的基板上,此被称为安装(二次安装),其时,为了维持和提高连接可靠性所使用的补强材料。此次的材料为液状树脂型,注入封止后,通过热硬化,成为不溶不融的硬化物。
[2] 玻璃转化温度(Tg)
       对高分子等进行了加热时,从玻璃状的硬化状态变为柔软的橡胶状态的现象被称为玻璃转移,将发生玻璃转移的温度称为玻璃转移温度。
[3] 焊锡球 
       焊锡是指用于电子零部件等的焊接的合金。为了进行半导体封装和电子零部件等与印刷基板之间的电气信号的交换,为了在电气连接的状态下固定相互的端子时使用。焊锡球是在固定BGA基板等单面封止型封装等时预先安装在封装侧的球状焊锡。