面向電動汽車功率芯片封裝應用的耐高溫塑封料研究進展

王曉蕾， 張有生， 戴晟偉， 韓淑軍， 齊悅新， 任 茜， 劉金剛

（1. 中國地質大學（北京） 材料科學與工程學院 地質碳儲與資源低碳利用教育部工程研究中心，北京 100083；2. 浙江嘉民新材料有限公司，浙江 嘉興 314011）

0 引 言

近年來，為了適應電動汽車（EV）/混合動力汽車（HEV）對于節能、減排、低功率損耗等技術特性的應用需求，以SiC、GaN 等為代表的第三代半導體（寬禁帶）器件在EV/HEV電控系統中得到了越來越廣泛的重視與應用[1-3]。如圖1所示[4]，第三代半導體芯片相較于傳統的Si 基芯片具有更高的擊穿強度、更快的開關速率、更高的熱導率以及更低的功率損耗等特性，因此在EV/HEV 等高可靠性電控系統中具有廣泛的應用前景[5-8]。為了更加有效地利用SiC、GaN 基功率芯片的性能，必須保證其能夠承受外加高電壓和內部產生的高溫等苛刻環境，這就需要對SiC 基等功率芯片進行有效的封裝保護[9-11]。EV/HEV 用SiC、GaN 基功率芯片由于禁帶寬度大，可在高結點溫度（Tj）下工作，這對于電控系統質量、體積、成本的控制和熱管理而言十分有利。而SiC、GaN 基芯片的Tj一般超過200℃，這已經達到或超出了目前Si 基芯片常用環氧樹脂塑封料（EMC）的極限工作溫度，因此SiC 基等功率芯片對封裝工藝及材料提出了更苛刻的要求[12]，包括可承受-50～300℃的嚴酷溫度循環、在250～300℃空氣中抗氧化、高散熱效率等。上述性能需求對包括EMC在內的傳統封裝材料的可靠性提出了巨大的挑戰。

圖1 不同半導體芯片物理特性對比Fig.1 Comparison on physical features of different semiconductor chips

EMC 是芯片封裝中最為重要的一類塑封材料，傳統EMC主要由具有高絕緣特性的環氧樹脂、酚醛樹脂固化劑以及催化劑、偶聯劑、低應力劑、離子捕捉劑、粘附力促進劑、顏料等成分組成[13]。此外，為了降低上述有機成分固化物的熱膨脹系數（CTE），使之與Si 基材料（CTE 約為3.0×10-6K-1）相匹配，從而減少封裝過程中由于CTE 不匹配而造成的芯片與EMC 之間脫層、翹曲等可靠性問題，EMC 中還包含質量分數高達85%～90%的無機二氧化硅（SiO2）粉體（硅微粉）。由此可見，EMC的耐熱穩定性主要受有機樹脂成分所限制。環氧-酚醛固化體系的使用溫度一般不超過200℃，這可滿足絕大多數Si 基芯片工作環境的需求，但對于SiC、GaN 基功率芯片的封裝，傳統EMC的耐熱等級已經無法達到應用需求。塑封材料的耐溫限制已經成為第三代半導體在EV/HEV 中獲得實際應用的瓶頸問題，提升EMC的耐熱等級勢在必行[14-18]。

經過多年的基礎與應用研究，目前已經形成了兩條提升EMC 耐熱性能的工藝途徑。一是設計開發具有更高耐溫等級的環氧與酚醛樹脂，如含多芳環（MAR）結構的樹脂體系等[19]；二是改用傳統的耐高溫樹脂對EMC 進行改性或者直接開發耐高溫樹脂型塑封料。前者可以最大程度地保持現有芯片的封裝工藝與設備，但在提升EMC耐熱等級方面程度相對有限；而后者需要在EMC的配方設計過程中充分考慮引入的耐高溫樹脂與環氧、酚醛以及其他組分間的相容性與界面問題，需要根據改性樹脂的特性重新進行封裝工藝參數的探索，但在提升EMC的耐熱等級方面具有較大的上升空間。

本文簡要綜述目前國內外在耐高溫塑封料基礎與應用領域內的進展情況，同時結合其在EV/HEV電控系統中的應用情況進行論述。

1 耐高溫樹脂簡介

一般而言，高分子材料（薄膜、工程塑料、纖維等）按照其耐溫等級（主要以玻璃化轉變溫度（Tg）為依據）大致分為常規高分子材料（Tg≤150℃）、工程高分子材料（150℃250℃）等3 類[20]。特種工程高分子材料主要應用于航空航天、微電子、新能源等高技術領域，其典型特點在于耐溫等級高、環境穩定性優良、力學與介電性能高、阻燃等級高[21]，但其加工條件相對較為苛刻，往往需要高溫、高壓等工藝條件。此外，高分子材料按照其加工工藝特性可分為熱固性和熱塑性高分子材料等兩類。前者在熱處理過程中發生分子內化學交聯反應，形成空間網絡結構，固化物無法通過二次加工進行反復成型；而后者在熱處理過程中主要發生物理形變，固化物可多次進行二次加工。EMC 組分中的環氧樹脂與酚醛固化劑都屬于熱固性樹脂，其固化交聯后可形成具有優良尺寸穩定性的結構材料，熱固性樹脂固化過程中通常不釋放小分子揮發物，因此固化物較為致密，孔隙率很低，有利于阻擋水氣的進入。鑒于此，目前應用于EMC 改性的耐高溫樹脂主要是熱固性工程高分子材料或特種工程高分子材料，其典型品種包括雙馬來酰亞胺（BMI）、氰酸酯（CE）、鄰苯二腈樹脂（PN）、聚芳基乙炔樹脂（PAA）以及聚苯并噁嗪樹脂（PBZ）等，各樹脂典型結構如圖2 所示[22-25]。這些樹脂在單純加熱或者加入特定固化劑后均會發生交聯固化，形成塊狀固化物。因此，理論上上述樹脂既可以用于傳統EMC的改性，也可以單獨作為功率芯片塑封材料使用。但這些樹脂的固化溫度為200～400℃，可能無法適應現有EMC 的芯片封裝產線與工況。因此，將上述耐高溫熱固性樹脂作為傳統EMC的改性材料更具有實際意義。

圖2 典型耐高溫熱固性樹脂及其化學結構Fig.2 Typical high-temperature resistant thermosetting resins and their chemical structures

表1 對比了EMC 用環氧樹脂、酚醛樹脂以及上述幾類熱固性耐高溫樹脂典型性能[26]。從表1 可以看出，從塑封料在實際芯片封裝應用中的固化溫度等工藝特性以及固化物的物理與化學性能等方面考慮，BMI、CE 以及PBZ 樹脂較為適合應用于現有EMC的耐高溫改性。

表1 常見熱固性樹脂固化物的典型性能Tab.1 Typical properties of common cured thermoseting resins

2 耐高溫樹脂改性環氧塑封料研究進展

2.1 雙馬來酰亞胺樹脂改性環氧塑封料

BMI 是目前最具應用前景的耐高溫EMC 改性樹脂之一[27]。一方面，BMI 樹脂本身具有優良的耐熱性，可顯著改善環氧的耐熱性能。例如，A CHATTERJEE[28]系統研究了高溫熱處理對BMI 與環氧樹脂固化物性能的影響。熱重分析測試結果顯示，BMI 固化物的5%熱失重溫度（T5%）為425℃，較環氧樹脂固化物的T5%（353℃）高72℃。將BMI 與環氧樹脂復合后，復合物的耐熱性得到顯著提升。另一方面，BMI 樹脂經過改性后，其工藝性能可與現有的EMC 制造工藝高度匹配，而且其與環氧樹脂、酚醛固化劑的相容性較好。

BMI 單體的固化反應一般選擇咪唑類促進劑。這主要是因為BMI 分子結構中的雙鍵是高度缺電子的，而咪唑類化合物如常見的2-乙基-4-甲基咪唑（2E4MZ），作為一類陰離子引發劑可降低BMI的固化溫度，促進BMI 的聚合反應。A SERIS 等[29]研究顯示，單純的BMI 熱聚合溫度較高，聚合反應速率較慢且聚合產物成分較為復雜，而咪唑可顯著降低BMI 的固化溫度且聚合產物成分較為均勻。鑒于BMI 樹脂在改善EMC 耐熱性方面的潛在應用，目前已經有多種商業化BMI 材料開始應用于耐高溫EMC 的研制與開發中。表2 給出了常見商業化BMI單體或樹脂的典型化學結構及其主要性能。

表2 常見商業化BMI單體或樹脂的典型化學結構及性能Tab.2 Typical chemical structures and properties of commercially available BMI monomers or resins

W G KIM 等[30]報道了BMI 改性環氧樹脂的固化特性。他們采用鄰甲酚醛環氧樹脂（EOCN-1020型，日本化藥公司）與4,4′-二胺基二苯甲烷型BMI樹脂（MB-3000H型，日本三菱油化公司，結構如表2中4#所示）作為研究對象，分別采用4,4′-二胺基二苯甲烷（DDM）與線性酚醛（PN）（PSM-4261，日本Gunnei化學公司）作為固化劑，采用三苯基膦（TPP）作為固化促進劑。通過改變BMI 樹脂在環氧/BMI/固化劑復合體系中的含量，設計并合成了一系列復合樣品。按120℃/4 h+200℃/4 h工藝固化后制得了環氧/BMI復合材料。經性能測試得到如下結論：①環氧/BMI 復合材料的Tg隨著BMI 含量的增加而顯著提高；②DDM 與BMI 的反應速率高于其與環氧樹脂的反應速率，而PN 與環氧樹脂的反應速率遠高于其與BMI 的反應速率。這為采用BMI 改性環氧/酚醛體系的耐高溫性能提供了重要的理論依據。

LI X 等[31]報道了BMI改性環氧/酚醛EMC 的結構與性能的關系及其在高溫電子封裝中的應用。研究工作采用表2 中6#BMI 樹脂對基于MF 型環氧樹脂EPPN-501H（日本化藥公司）以及MAR 型酚醛固化劑MEH-78004S（日本明和化成公司）的EMC進行了改性。為了適應現有EMC 的工藝條件（圖3），研究工作首先將高熔點（165℃）BMI 與酚醛樹脂（軟化點為50～60℃）按照一定比例在180℃進行預混。BMI/酚醛預混物經DSC 測試，在50～300℃未觀察到明顯的吸熱峰（BMI 熔融）和放熱峰（BMI固化），表明預混破壞了BMI的結晶特性，同時預混過程中BMI 與酚醛固化劑未發生顯著的反應。預混物的軟化點為90～110℃，同時具有適宜的熔體黏度，表明預混工藝賦予了BMI 良好的熔融加工性能。此外，BMI/咪唑（2-乙基-4-甲基咪唑，2E4MZ）復合物在200～260℃可觀察到明顯的放熱峰，而且在BMI/2E4MZ 復合物中加入環氧后，經DSC 測試發現該三元體系在整個測試過程中只出現了單一的放熱峰，固化反應溫度較BMI/2E4MZ 體系大幅下降。表明在2E4MZ催化作用下，環氧樹脂首先發生親核開環反應生成陰離子化的縮水甘油醚化合物，其進一步催化并參與BMI 樹脂的聚合反應。他們最后將BMI/酚醛預混料、MF 型環氧樹脂與咪唑固化劑（2-乙基-4-甲基咪唑，2E4MZ）、硅烷偶聯劑（3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，KBM-403型）、炭黑、蠟等組分進行混合，制得了BMI 改性EMC樣品。測試結果顯示，BMI的引入顯著增強了EMC 固化交聯網絡分子鏈的剛性以及固化物的熱穩定性。當BMI在BMI/環氧/酚醛三元樹脂體系中的質量分數超過70%時，EMC固化物的Tg與起始熱分解溫度分別超過了250℃與400℃。此外，BMI改性EMC的力學性能、與Cu的粘接性能、高溫老化性能、介電性能等也均得到了顯著的提升。該項研究工作表明采用BMI 改善EMC 的耐熱穩定性具有良好的可行性。

圖3 EMC的典型制備工藝Fig.3 Typical preparation process for EMC

2.2 氰酸酯樹脂改性環氧塑封料

除了BMI樹脂外，氰酸酯（CE）樹脂是另外一類應用于EMC耐熱改性的耐高溫樹脂。CE樹脂固化物具有良好的耐高溫、耐濕熱、耐輻射性能以及優良的介電性能，其分子結構中的-OCN 基團在受熱和催化劑作用下可發生三聚環化反應，形成穩定的三嗪環交聯網絡結構。三嗪環具有高度對稱的分子結構、較高的結晶度以及較高的交聯密度，因此其脆性較高。實際應用中通常將其與環氧樹脂、BMI 等進行復合改性，從而賦予固化物優良的綜合性能。CE樹脂及其復合物在航空航天、電工電子等高技術領域中已經得到了廣泛的應用[32-34]。表3 給出了常見商業化CE 單體或樹脂的典型化學結構及主要性能。

表3 常見商業化CE單體或樹脂的典型化學結構及性能Tab.3 Typical chemical structures and properties of commercially available CE monomers or resins

LI J 等[35]系統研究了CE 樹脂改性鄰甲酚醛型EMC 結構與性能的關系及其在高溫功率電子封裝中的應用。首先將雙酚A 型CE 樹脂與鄰甲酚醛型環氧樹脂（ECN）按照一定比例溶解于丙酮中，加入乙酰丙酮銅作為催化劑，壬基苯酚為助催化劑。然后將樹脂溶液倒入模具中，再將模具放入到真空烘箱中，加熱去除丙酮，然后按照150℃/2 h+200℃/2 h+250℃/3 h 程序進行固化，冷卻后對得到的固化物進行各項性能測試。測試結果顯示，CE 樹脂在CE/ECN 共聚物中的比例為25%～33%時，可賦予固化物良好的耐熱性，其Tg高于230℃，10%失重溫度超過400℃。將固化物在250℃高溫環境中進行熱老化，結果表明，對于CE 含量較低的共聚物具有相對較低的質量損失以及較少的起泡等缺陷。他們認為這主要是由于當CE 含量較高時，未反應的氰酸酯基發生水解從而影響固化物的熱穩定性。因此，在采用CE樹脂對EMC進行改性時，其含量與反應程度將會直接影響最終封裝材料的性能。

LI J 等[36]還采用線性酚醛型CE 樹脂（NCE）改性四甲基聯苯型環氧（TMBP），獲得了Tg>300℃、分解溫度>400℃、800℃時質量殘留率超過45%的熔融可加工型NCE/TMBP 共聚物。該樹脂在SiC 基功率器件封裝中具有良好的應用前景。C C TUAN等[37]考察了環氧/CE 共聚物在高溫封裝中的應用。研究工作分別將雙酚A 型CE 樹脂（表3 中1#）、雙酚E型CE樹脂（表3中2#）與環氧樹脂按一定比例進行反應制備了共聚物，再以乙酰丙酮鋁為催化劑，按照130℃/1 h+170℃/1 h+230℃/1 h 程序固化后制得了固化物，包括樣品A（環氧/雙酚A 型CE 樹脂共聚物）與樣品B（環氧/雙酚E 型CE 樹脂共聚物）。研究結果發現，樣品A 與B 的Tg分別為262℃與260℃，相比于純環氧固化物（Tg≈170℃）的Tg提高了約90℃。TGA 測試結果表明，樣品A 與B 的5%失重溫度（T5%）分別為307℃與327℃，較純CE 樹脂固化物（T5%≈340℃）有所下降，但較純環氧固化物（T5%≈300℃）有較為明顯的升高。熱老化測試結果顯示，經150℃/120 h 老化后，樣品表面的C 含量降低，而O 含量升高，表明發生了熱氧化降解。樣品B 顯示出更低的C 元素損失量以及O 元素增加量，表明其具有更優的耐熱氧化穩定性。良好的綜合性能使得這類CE 改性環氧樹脂在高溫電子封裝中具有良好的應用前景。WU F 等[38]進一步將聚酰亞胺（PI）材料引入CE/EP 復合體系中，開發了一系列耐高溫模塑料。研究采用商業化PI 粉體（Vespel SP-1型，美國杜邦公司）作為改性劑，對基于TMBP 型環氧樹脂與雙酚A 型CE 樹脂（表3 中1#）的CE/EP 體系進行了改性。測試結果顯示，PI粉體在TMBP/CE熔體中具有優良的分散性，固化后可形成均相致密的聚合物網絡結構。制得的CE/EP-PI 復合固化物的Tg可達270℃，斷裂韌性可達2.06 MPa·m1/2，10 MHz～1 GHz下的介電常數與介質損耗因數分別為2.5～2.9與0.005～0.008。將上述固化物置于200℃空氣環境中進行熱老化，測試結果顯示，固化物表現出良好的長期穩定性，經過500 h 老化后，質量損失率僅為1.7%，同時固化物的儲能模量與斷裂韌性出現一定幅度提升。該項研究成果為研制開發耐高溫塑封料提供了一條有益的途徑。

2.3 聚苯并噁嗪樹脂改性環氧塑封料

聚苯并噁嗪（PBZ）是由苯并噁嗪（BZ）單體通過加熱聚合制得的一類高性能熱固性高分子材料[39]。由BZ 單體開環聚合后形成的PBZ 分子結構中含有活性-OH，其可進一步固化環氧樹脂，因此PBZ 與酚醛樹脂在結構與性能方面有諸多相似的地方，其作為EMC的改性劑具有其他類型耐高溫熱固性樹脂所不具備的優勢。BZ 單體根據合成工藝的不同通?？煞譃殡p酚型（二酚+苯胺+多聚甲醛）與雙胺型（二胺+苯酚+多聚甲醛）兩類[40]。其中，雙胺型BZ 單體具有相對更低的起始固化溫度，開環聚合后形成的網絡結構具有更高的Tg和更大的分子間距。因此，雙胺型BZ 單體在EMC 的改性中得到了廣泛關注。

GOU H 等[41]采用雙胺型BZ 單體（BOZ）對EMC 進行了改性研究。他們采用多官能團環氧樹脂（EP）作為基體、4,4′-二氨基二苯甲烷（DDM）作為固化劑、乙酰丙酮鐵（Fe(acac)3）作為固化促進劑、BOZ 作為改性劑，同時配以球型SiO2微粉、硅烷偶聯劑、顏料（炭黑）以及脫模劑（蠟）制備了改性EMC（MCEDB，E、D、B 分別代表EP、DDM 和BOZ）。制備過程首先將DDM 于150℃加熱5 min 得到透明熔體，然后加入Fe(acac)3并攪拌1 min 得到DDM/Fe(acac)3預混物。將該預混物與EP、BOZ 以及其他組分在高速混合機中混合均勻。然后將混合物置于雙螺桿擠出機中，在90～110℃下捏合均勻，壓制成片狀MCEDB產物。最后，將得到的片狀產物進行粉碎后得到MCEDB粉體，進而制得各種測試樣品。MCEDB的預固化條件為175℃/3 min，后固化條件為：200℃/2 h+220℃/2 h+240℃/2 h。同時采用類似的工藝條件制備了基于鄰甲酚醛環氧樹脂（ECON）與線性酚醛（PF）固化劑的普通型EMC 作為對比。測試結果顯示，BOZ的加入在一定程度上會增大EMC的熔體黏度與膠化時間，這主要歸因于BOZ自身較高的熔體黏度與固化溫度。對于EP、DDM 與BOZ三元共混物，當EP 與BOZ 的量固定時，固化物的放熱峰值溫度（Tp）會隨著DDM 含量的增加總體呈現出下降的趨勢，表明DDM 作為固化劑可以增加混合物的反應活性。同時，當EP 與DDM 的量固定時，隨著混合物中BOZ 含量的增加，其膠化時間會顯著增加，表明BOZ 的加入會阻礙EP 與DDM 的固化反應，造成固化物分子鏈交聯度的降低，尤其是BOZ 含量較高時更為顯著。在EP/DDM/BOZ 體系中加入Fe(acac)3后，混合物的Tp值與膠化時間均會顯著降低，表明Fe(acac)3可同時促進EP 與BOZ 固化反應的發生。熱性能測試結果顯示，MCEDB固化物的Tg隨著BOZ含量的增加而顯著升高。例如，當EP、DDM、BOZ 的質量比為5∶1.5∶3 時，MCEDB固化物的Tg為192℃；而EP、DDM、BOZ 的質量比為5∶1.5∶11 時，MCEDB固化物的Tg值達到235℃。當TTg時，MCEDB固化物的CTE 隨著樣品中BOZ 含量的增加而呈現出逐步增加的趨勢。這主要是由于MCEDB固化物的交聯程度隨著BOZ 含量的增加而有所降低。熱重分析結果顯示，MCEDB固化物的1%失重溫度（T1%）隨著樣品中BOZ 含量的增加由353℃升高到376℃，而800℃時的質量殘留率由88.5%增加到89.4%，均高于普通型EMC。優良的耐熱穩定性主要歸因于BOZ開環聚合后，固化物分子鏈間存在顯著的氫鍵作用，從而增加了交聯分子鏈網絡的剛性。力學性能測試結果顯示，MCEDB固化物在200℃時的彎曲強度超過66 MPa，彎曲模量大于10 GPa，而相同測試條件下，普通型EMC 固化物的彎曲強度與彎曲模量僅為23.2 MPa和2.1 GPa。將MCEDB固化物于200℃老化500 h 后，除了交聯度相對較低的EP、DDM、BOZ質量比為5∶1.5∶11 的MCEDB樣品外，其他MCEDB樣品均表現出顯著優于普通型EMC 固化物的耐熱老化性能。該項研究結果表明，采用BOZ 改善EMC 的耐熱穩定性具有較好的可行性。

3 其他耐熱高分子樹脂塑封料的研究

除了BMI 與CE 樹脂外，近年來針對傳統EMC材料耐熱性相對較差的性能缺陷，其他類型的耐高溫樹脂也得到了廣泛研究。E J R PHUA等[42-43]針對極端高溫環境電子封裝對有機高分子封裝材料的應用需求，研制開發了間苯二酚基腈基樹脂（rPN）。多年以來，腈基樹脂一直是作為碳纖維或玻璃纖維增強耐高溫樹脂基復合材料的基體樹脂使用。近年來，腈基樹脂，尤其是基于間苯二酚的rPN以其某些獨特的性能在電子封裝材料領域中得到了關注。從結構與工藝特征上來看，rPN 分子結構中的極性基團-CN 與SiO2或Al2O3填料表面的-OH 可形成穩定的化學鍵，因此樹脂與填料的相容性較好。此外，rPN 預聚體的熔體黏度較低，非常適宜與無機填料復合。rPN 樹脂固化過程中不會釋放小分子揮發物，固化溫度較為適中，固化收縮率低。此外固化物具有較高的交聯密度和較低的氣孔率，耐熱、耐濕性能以及力學、電學性能優良。這些均是耐高溫電子封裝材料所需要具備的特征。E J R PHUA 等將rPN樹脂與SiO2或Al2O3填料按照一定比例在200～220℃條件下機械攪拌2 h，然后加入2.5%的1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯（P-APB）作為固化劑，繼續攪拌反應10 min。將制得的混合物進行急冷，冷卻后的固體產物經粉碎后進行模壓，制得rPN塑封料，制備流程如圖4 所示。進一步采用rPN 塑封料對雙列直插式（DIP）功率器件進行封裝，封裝之前將rPN塑封料加熱到180℃，使其黏度足夠低而不至于破壞DIP功率器件芯片的金屬引線。

圖4 rPN塑封料的制備流程Fig.4 Preparation process for rPN molding compounds

圖5和圖6 對比了采用不同類型塑封料封裝器件的高溫老化情況[41-43]。

圖5 BMI與EMC塑封料封裝器件高溫老化情況Fig.5 Condition of device packaged by BMI and EMC molding compounds after ageing under high temperature

圖6 rPN塑封料封裝器件高溫老化情況Fig.6 Condition of device packaged by rPN molding compounds after ageing under high temperature

從圖5 可以看出，BMI 與EMC 塑封的器件經過300℃/1 h 熱老化后，BMI 塑封料出現了炭化、變黑的現象，而EMC 塑封料則嚴重炭化與脆化，失去了封裝的功能。從圖6 可以看出，rPN 塑封料封裝的DIP 器件經過310℃/168 h 熱老化后，封裝體仍然保持了良好的完整性（圖6(b)），微觀掃描顯示，封裝體表面未出現明顯的開裂（圖6(c)）。內部掃描結果發現，DIP 芯片與引線均保持了良好的完整性（圖6(d)），這表明rPN 塑封料具有優良的耐熱穩定性。這種良好的封裝特性取決于rPN/無機填料復合物良好的綜合性能。當SiO2或Al2O3填料的質量分數為50%時，rPN 固化物的CTE 均由純樹脂的48×10-6K-1降低到29×10-6K-1左右，熱導率分別提高到0.32 W/(m·K)和0.48 W/(m·K)。需要注意的是，由于純rPN 樹脂固化物中含有大量強極性基團，其介電常數高達7.36（1 MHz），加入50% SiO2時介電常數可降低到3.99，而加入50% Al2O3時介電常數略微升高到7.66。這對某些關注介電性能的電子封裝應用是需要考慮的因素。

4 結束語

隨著第三代半導體基芯片越來越多地應用于以電動汽車等為代表的高端電子控制系統中，對芯片的可靠性要求也與日俱增。封裝是提升上述芯片可靠性最為重要的工藝之一，而封裝材料的綜合性能直接影響著封裝系統的功效。耐高溫是目前環氧樹脂基封裝材料所面臨的最大挑戰之一。單純選擇耐高溫環氧與酚醛固化劑對于提升現有EMC的耐溫等級具有較大的局限性，而采用傳統技術相對較為成熟的熱固性耐高溫樹脂對現有EMC進行改性是目前較為有效的技術途徑。在各種耐高溫樹脂中，BMI、CE 以及PBZ 樹脂由于與環氧樹脂的相容性較好，同時改性窗口較寬，在未來電動汽車功率芯片封裝用高性能EMC 的開發中具有良好的應用前景。目前，國內外在該領域的基礎與應用研究尚處于起步階段，希望國內相關產學研機構加強該領域的合作交流，早日實現電動汽車功率器件封裝用耐高溫EMC材料的國產化。