從低黏度到高純度：雙酚 F 蒸餾型環氧樹脂如何回應先進封裝需求 英文標題

封裝結構越精細，材料選擇越關鍵

 

 

隨著半導體封裝朝向 2.5D／3D 整合、先進倒裝晶片（Flip-Chip）與高頻寬記憶體（HBM）發展，底部充填膠（Underfill）與晶片接著膠（Die Attach）等材料，面臨更嚴格的製程與可靠度要求。在微小間隙與高密度互連結構下，樹脂的流動性、雜質控制及固化後性能，都是配方設計的重要考量。雙酚 F 型液態環氧樹脂具有低黏度特性，可作為改善加工與填充性能的基材選項；針對電子封裝需求選用高純度、低氯，則有助於降低氯相關雜質帶來的可靠度風險。實際應用仍須搭配固化劑、填料及製程條件進行驗證。

 

一、 化學結構與分子蒸餾工藝優勢

雙酚 F（BPF）型液態環氧樹脂相較於標準雙酚 A（BPA）型樹脂（常溫黏度通常達 11,000–14,000 cps），其雙酚 F 骨架具備更佳的空間旋轉自由度與高流動特性。

透過高真空分子蒸餾純化製程（High Vacuum Molecular Distillation），可將樹脂中單體分子量分布（）純度提升至 98% 以上。這項關鍵工藝可以帶來以下核心的效益：

1. 超低常溫黏度：常溫（25°C）黏度控制在 1,000 – 2,000 cps，在無溶劑配方中即可發揮極佳流動性與細縫滲透能力。
2. 極高官能基純度：環氧當量（EEW）精準維持在 155 – 165 g/eq，反應活性一致且交聯密度高。
3. 優異的外觀色相與透光度：Gardner 色相達到 1 max，外觀澄清透明，適合高階光電與封裝材料應用。

 

二、 三層級純度分級規格對照解析

為因應不同電子元件對離子雜質與耐候腐蝕的差異化需求，高純度蒸餾型雙酚 F 環氧樹脂依據總氯（Total-Cl）與水解氯（Hy-Cl）的嚴格管控程度，劃分出三個等級：

 

1.  標準蒸餾電子級

        總氯含量 (Total-Cl)：

        水解氯含量 (Hy-Cl)：

   定位與應用：具備低黏度與高流動性，主要作為通用電子灌封膠、結構膠與基板材料的主體樹脂。

 

2. 高純度電子級

       總氯含量 (Total-Cl)：

       水解氯含量 (Hy-Cl)：

   定位與應用：顯著降低游離氯離子濃度，專門用於避免金屬微線路在電場與濕氣作用下發生離子遷移（Ion Migration）。

 

3. 超高純度級 (Ultra-Low Chlorine)

      總氯含量 (Total-Cl)：

      水解氯含量 (Hy-Cl)：極低水解氯

   定位與應用：對標先進半導體（如 HBM 封裝、Flip-Chip Underfill）的頂規標準，徹底防範高溫高濕（HAST / PCT）環境下的金屬打線與鋁電極酸蝕。

 

 

三、 核心應用場景與性能價值

1. 半導體底部充填膠（Underfill）與晶片貼合膠（Die Attach）：在倒裝晶片（Flip-Chip）與多晶片模組中，晶片與基板間的微小凸塊（Bump）縫隙需要迅速充填。蒸餾型雙酚 F 樹脂以 1,000–2,000 cps 的低黏度，提供卓越的毛細管驅動充填能力（Capillary Flow），且具備良好的自脫泡性，能有效防止氣孔（Voids）產生。
2. 高防腐蝕性與高電絕緣防護：半導體元件在高壓高頻運作時，殘留的水解氯會水解產生酸性物質腐蝕電極。高純度級與超高純度級將總氯控制在 200 ppm 與 50 ppm 以下，大幅提升膠體在高溫高濕環境下的高阻抗與絕緣可靠度。
3. 改善低溫結晶與提高固化物韌性： 高純度雙酚 A 樹脂在儲存時容易產生結晶析出，而雙酚 F 骨架具備優異的抗結晶穩定性與高流動性，固化後相比雙酚 A 體系亦展現更佳的抗熱衝擊韌性。

 

四、 結論

高純度蒸餾型雙酚 F 環氧樹脂系列成功兼顧了「超低黏度」與「超高純度」兩大關鍵指標。一般電子灌封可選用標準蒸餾電子級；精密晶片封裝推薦 高純度電子級；先進半導體封裝（Underfill / HBM）則首選 超高純度級。配合潛伏型固化劑（如雙氰胺 DICY 或酚醛固化劑）及微量潛伏型促進劑，該體系能為封裝膠水打造兼具良好儲存期與卓越高溫可靠度的解決方案。

 

#Underfill#Die Attach#高純度環氧樹脂#先進封裝#雙酚F環氧樹脂