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方案一:《算力基座:硅微粉重塑AI芯片封装的应力与可靠性边界》
 

一、产业前景:算力密度暴增,封装可靠性成为AI发展的阿克琉斯之踵

在现代电子设备向高集成度、高功率密度发展的浪潮下,芯片晶体管数量持续攀升,功耗不断突破新高。这导致设备在运算时产生巨大的热量,引发剧烈的温度波动与热膨胀。然而,芯片、衬底、封装材料等多达数十种材料共存于方寸之间,其各异的热膨胀系数在冷热交替中产生巨大的内应力。这种应力足以导致封装界面分层、芯片翘曲乃至电路断裂,成为制约设备可靠性提升的首要技术瓶颈。构建一道能"吸收应力、匹配形变"的封装防线,是电子产业迈向更高可靠性的基石。

 

二、痛点直击:热应力--高算力芯片的隐形杀手

1界面分层导致早期失效:在功率循环中,封装材料与芯片/基板结合界面因热失配应力而剥离,造成热阻飙升与信号中断,导致芯片猝死

2芯片翘曲引发性能劣化:封装体整体翘曲,导致芯片与散热器接触不良,产生局部过热,同时细微的焊点连接也可能因此疲劳断裂,性能持续衰减。

3材料疲劳缩短使用寿命:长期的应力循环使封装高分子材料老化、脆化,产生微裂纹并逐渐扩展,最终致使整个模块在远未达到设计寿命时便提前报废。

 

三、破局之道:硅微粉构建低应力、高匹配的封装基座

 

本方案核心在于采用埃米微纳硅微粉作为核心功能填料,通过其精准的粒径控制、类球形貌与低热膨胀特性,对环氧模塑料、底部填充胶等封装材料进行系统性增强,在芯片周围构建一个能主动适应形变、高效分散应力的柔性铠甲,从根源上保障封装结构的终身完整。

核心价值主张:低应力、高匹配--守护千亿晶体管的封装完整性

1应力驯服,界面不分层:类球形硅微粉在封装材料中形成均匀填充,其自身低膨胀特性与可调的粒径分布,能精准匹配不同材料的膨胀行为,有效缓冲热应力,使封装整体抗开裂性能显著提升,杜绝界面分层风险。

2结构强韧,芯片不翘曲:莫氏硬度高达7.0,能为封装体提供坚实的骨架支撑,显著提升材料的弹性模量与抗弯强度,有效抑制芯片在热负荷下的翘曲变形,确保散热界面紧密接触。

3高纯绝缘,信号无干扰:SiO₂含量≥99.5%,保障了极高的电绝缘性(体积电阻率>10¹⁵Ω·cm),避免填料成为电流泄漏通道,在复杂电磁环境下守护芯片信号的纯净与稳定。

4高填充降本,价值彰显:低吸油值(最低至18g/100g)允许在体系中实现高比例填充,在提升性能的同时,有效降低树脂用量,实现材料成本优化,彰显卓越经济性。

 

四、更优性能阶梯

针对不同封装工艺与可靠性等级需求,我们提供精准的型号选择:

1、通用填充增强型(H032/H050):粒径相对较粗,适用于对流动性要求高的环氧树脂灌封料,提供基础的应力缓冲与成本优化。

2、高导热与平衡增强型(H070):粒径适中,是实现导热、增强与应力匹配综合平衡的优质选择,广泛用于芯片封装塑料与导热凝胶。

3、精密封装与纳米复合型(H125/H300):粒径极细,提供优异的表面光洁度与卓越的增强效果,适用于对表面平整度与可靠性要求极高的先进封装(如FCCSPFan-Out)及高端复合材料。

 

五、实施路径:三步构建可靠封装基座

1选型与配方设计:根据封装基材的类型与目标CTE值,从H032至H300系列中选择匹配的硅微粉型号与添加比例(通常为30~70%)。

2混合与精密加工:利用硅微粉类球形貌带来的优异流动性,将其与封装基材通过高速搅拌与三辊研磨进行均匀混合,并通过模压、传递成型或点胶等现有工艺进行加工。

3固化与性能验证:按照工艺条件固化后,对封装体进行热循环(-55~125/150℃)、界面剪切强度、翘曲度及绝缘耐压测试,全面验证其抗应力失效能力。

 

六、结语

在电子设备这场围绕可靠性的长跑中,封装的微小缺陷足以令最先进的设计功亏一篑。埃米微纳硅微粉封装增强方案,以其对材料界面应力科学的深刻理解,为您扫除热应力导致的失效风险,将封装从潜在的短板转变为设备基座最可靠的部分。

【本方案所展示的低应力封装能力,同样适用于通信设备、汽车电子、工业控制等对多材料界面可靠性有极致要求的领域,是解决热膨胀失配问题的通用性解决方案。】

 


【协同赋能】

本方案聚焦于通过硅微粉解决AI芯片封装的热机械应力挑战。为构建从晶圆服务器的完整高可靠算力解决方案,埃米微纳还能为您提供以下关键协同支持:

Ø 为实现芯片与基板间的永久性高导互联,我们的FY系列烧结导电银浆能与本方案构成最核心的协同。它专为高算力芯片的贴装与互联设计,提供超低电阻与卓越的高温可靠性,与硅微粉增强的封装体系共同构成导电-承载一体化的终极可靠性闭环。

Ø 当封装体表面或邻近电路需要额外的绝缘与防护时,我们的玻璃粉提供了关键的性能层级递进。它能用于制备高强度的绝缘涂层,提供超高的硬度与卓越的耐候性,与内部封装相辅相成。

上述协同方案是基于典型场景的推荐,我们更多强大的产品矩阵能为您量身定制全方位解决方案,若您对某个领域有特定需求,可浏览行业解决方案或拨打咨询热线获取专属技术支持!

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