2017-02-17 08:00:37 [編輯：nicolelee]
光電業界一直致力於不斷創新和改進電子封裝材料，以期提高光電器件的性能。弗洛裡光電材料（蘇州）有限公司成功開發出低介電常數、低CET、透明的納米級UV膠，該專利產品已通過國家電子計算機質量監督檢驗中心的綜合可靠性測試，實現了技術的創新和突破。
基於高分子材料的組合物目前被廣泛地應用於粘接或封裝半導體器件、電子器件和光電器件（如LCD/OLED顯示屏、LED半導體發光元件等）。由於高分子材料的熱膨脹係數（CTE）顯著高於基板材料，在熱應力的作用下，器件會發生失效現象。因此工業界一直通過使用無機填料來降低高分子材料組合物（經常使用的是熱固型高分子）的CTE，同時提高此類複合材料的力學性能。複合材料有機地結合了無機填料和有機高分子材料的優勢，體現出比任何一方都更加優異的性能。但是無機填料的使用，通常會使原本透明的高分子材料變得不透明。出光率對於光電器件至關重要，透明性差的複合材料不能應用於光電器件的封裝。另外，優異的封裝材料往往需要多個性能的最優化，目前很多封裝材料在粘度、透明度、介電常數、硬度和柔韌性等重要性能之中的一個或多個方面存在不足，繼而會嚴重影響所獲光電器件的性能。電子封裝材料的不斷創新和性能提高一直是光電產業一個棘手的、迫切需要解決的問題。
在江蘇省和蘇州科技項目的支持下，弗洛裡光電材料（蘇州）有限公司研發部通過大量的實驗，成功地開發出基於納米填料的UV膠。該技術已經獲得國家專利授權，並且通過了國家電子計算機質量監督檢驗中心的綜合可靠性測試，包括低溫儲存實驗、高溫儲存實驗、溼熱實驗、及溫度循環實驗，驗證了其在IC智慧卡的有效應用。相比於熱固化材料，UV膠固化速度極快，通常幾十秒之內就可以完成固化，大大提高了生產效率，在工業界得到了快速發展。弗洛裡推出的UV-E0201是含納米填料的光固化環氧樹脂膠，在UVA強度70-75mW/cm2情況下可以在60秒內固化，達到邵D85的高硬度。UV-E0203是基於微米填料的產品，其填料含量和UV-E0201相同。從圖一可以清楚看到，使用納米UV-E0201膠封裝的IC智慧卡高度透明，而使用微米UV-E0203膠封裝的IC智慧卡則為乳白色且透明度極差。在膜厚均為0.8mm情況下，採用紫外-可見光光譜UV-vis的檢測，結果表明：1）在450nm，UV-E0201的透光率為86.4%，而UV-E0203的透光率僅為0.17%；2）在400nm，UV-E0201的透光率為73.24%，而UV-E0203的透光率僅為0.13%。同時，該產品具有極低的粘度，通過使用特製的納米填料，可以使其在含量超過30%的情況下，在室溫下粘度僅約750cPs。
圖1. 使用UV膠封裝的IC智慧卡：左圖為使用納米填料的UV-E0201膠，右圖為使用微米填料的UV-E0203膠。
不添加填料的脂環族環氧樹脂固化後的CTE（above Tg）一般在190ppm/K左右（The Use of Nanosilica in Epoxy Resins, Peerapan Dittanet, Ph.D. Dissertation, Lehigh University, 2008) 。弗洛裡通過使用複合技術，成功地將脂環族環氧樹脂UV固化後的CTE降低到142ppm/K（TMA, in a temperature range of +30 to +150C）。通過使用特製的納米填料，UV-E0201的CTE進一步降低為128ppm/K（見表一）。歐美一家技術領先的公司類似產品D46XX的CTE為150ppm/K。納米級UV-E0201通過了國家電子計算機質量監督檢驗中心的綜合可靠性測試。
在產品開發過程中，研究人員意外地發現UV-E0201具有超低的介電常數：納米級UV-E0201膠固化後的介電常數為2.4，而微米級UV-E0203膠的為2.9，歐美公司的對比產品是3.1。低介電常數材料low-k一直是半導體和光電器件製造中重點突破的關鍵技術。在集成電路內部，由於ILD(Inter Layer Dielectrics，層間電介質)的存在，導線之間就不可避免地存在分布電容。分布電容不僅影響晶片的速度，也對工作可靠性構成嚴重威脅。使用low-k電介質作為ILD，可以有效地降低互連線之間的分布電容，從而可使晶片總體性能提升10%以上（Decreased RC Delay，Lower Power Consumption, and Reduced Crosstalk Noise）。集成電路製造指南中，IC 90nm node的low-k指標為3.1-3.4，45nm node為2.5-2.8，而32nm為2.1-2.4（參考 ITRS 32nm node roadmap）。環氧樹脂的介電常數在2.8-4.2 左右 (Expanding monomers: Synthesis, characterization, and application, CRC Press, 1992, R.K. Sadhir, R.M. Luck, pg 256)，二氧化矽的在 ~3.9以上。通過使用這些原料的組合， 反而得到更低的介電常數 2.4，這是出乎意料的。目前弗洛裡正在進一步闡明機理並探索在不同領域的應用。與此同時，弗洛裡公司也在研究和進一步驗證其阻隔能力，這將為其在高阻隔膜的應用（例如OLED封裝）奠定基礎。
表1. 納米級UV-E0201膠和微米級UV-E0203膠性能對比。
記者同時了解到弗洛裡光電材料已自主研發出多款LED有機矽封裝材料，包括耐高溫的普通折光率COB LED有機矽封裝膠A系列、抗硫化性能好的高折光率SMD LED有機矽封裝膠H系列、可實現保形塗層的螢光粉沉澱膠、耐紫外UV-LED有機矽封裝膠U系列、LED成型膠F系列、LED封裝用水溶性防硫化塗層 C系列、CSP LED封裝用印刷膠WP系列和螢光粉膠膜PF系列以及高反射白牆膠RC系列。其優秀的性能和品質受到廣大客戶的熱烈歡迎並成為熱門銷售產品，已申請並授權多項中國專利和商標。在後續的報導中，將陸續推出弗洛裡光電材料（蘇州）有限公司其他的光電材料改進成果和顛覆性創新技術。
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