孫蓉

先進電子封裝材料創新團隊 

中國科學院深圳先進技術研究院

先進電子材料是集成電路的三大要素之一，是電子信息產業的重要基礎和支撐。當前，電子材料的核心技術一直被美國、歐洲和日本壟斷，近年來崛起的韓國以及中國臺灣地區也具備了大量的電子材料核心技術。我國目前已經成為全球最大的電子信息產品制造基地，但我國電子信息產業仍存在對外依存度高、國內企業規模普遍較小、競爭力不強等問題。造成這一現狀的核心問題在于電子材料領域缺乏連接基礎研究和產業應用的平臺，產業科研能力和產業人才的培養與世界水平相比存在著明顯的差距。因此，電子材料領域如何在此形勢下補足差距、發展壯大，已成為我國戰略層面頂層設計的重要內容。先進電子材料創新平臺建設是我國重要研究方向之一，也先后被列入國家科技部“十三五”國家重點研發計劃、國家重大科技基礎設施建設中長期(2012—2030)規劃、《中國制造 2025》等科技計劃中。

深圳先進電子材料國際創新研究院(簡稱“電子材料院”)依托中國科學院深圳先進技術研究院(簡稱“深圳先進院”)廣東省先進電子封裝材料創新團隊和先進電子封裝材料國家地方聯合實驗室十五年堅實的研究基礎組建，是深圳市十大新型基礎研究機構之一。電子材料院聚焦集成電路高端電子封裝材料，集中優勢兵力、打攻堅戰，培育、托舉骨干企業，加快實現高端電子材料國產化“突圍”。圍繞 5G 芯片先進封裝需求，已開展晶圓級封裝材料、芯片級封裝材料、熱管理材料、電子級納米材料、電磁屏蔽材料、電介質材料等主要材料研發，并開展材料計算與仿真和材料服役可靠性工作，支持材料研究開發。其中，晶圓級封裝材料——臨時鍵合材料與成套工藝成功實現產業化“突圍”，打破國際壟斷，商品化應用于終端龍頭企業服務器芯片；電介質材料——埋入式電容材料完成技術授權并通過器件端驗證，應用于終端龍頭企業麥克風等產品中，有望打破國際壟斷。同時，打造高端電子材料制備、中試、檢測、驗證特色平臺。已完成導熱材料、電磁屏蔽材料、臨時鍵合材料、光敏聚酰亞胺(PSPI)、環氧塑封料(EMC)共 5 條中試線建設，建成深圳市首條集成電路晶圓級先進封裝關鍵材料中試服務平臺并即將全面投入使用；啟動廣東省首個集成電路封裝關鍵材料驗證平臺建設。

本期深圳先進電子材料國際創新研究院專題的文章來自先進電子封裝材料團隊科研骨干的研究工作。其中，晶圓級封裝材料研究中心報道的面向超薄器件加工的臨時鍵合材料解決方案，成功研發出熱滑移解鍵合和紫外激光解鍵合兩種不同解鍵合方式的臨時鍵合材料；芯片級封裝材料研究中心報道的環境老化對芯片級底部填充膠的性能影響，探索了電化學蝕刻鉭箔的方法來制作鉭電解電容陽極并進一步制作成片狀埋入式鉭電解電容器；熱界面材料研究中心報道的球型 Al2O3-AlN 顆粒復配填充型硅橡膠的制備及導熱性能研究，采用 Al2O3 和 AlN 兩種球形陶瓷顆粒進行復配，將合理搭配好的填料體系與硅橡膠復合制備成高導熱的 Al2O3-AlN/硅橡膠導熱墊片；電子封裝材料計算仿真研究中心報道的環氧塑封料泊松比對球柵陣列封裝可靠性的影響，利用有限元分析法，通過設計芯片仿真和板級封裝仿真，分別探究了環氧塑封料泊松比對芯片翹曲、芯片界面應力以及板級封裝焊點壽命的影響等。

近年來發生的貿易摩擦事件充分說明了材料，尤其是應用于集成電路產業鏈的電子材料的戰略重要性；“后摩爾時代”IC 產業的發展也呼喚具有顛覆性創新的材料支撐。我們相信，以產業龍頭企業需求為牽引，學術界和產業界共同努力并堅持不懈，我國高端電子封裝材料必能在不久的將來達到國際領先水平。