先進的なパッケージング材料 エポキシ鋳造化合物 (EMC) 電子パッケージングの主要な材料

高度な包装材料|エポキシモールディング化合物（EMC）：電子包装のための重要な材料

01概要

エポキシモールディング化合物（EMC）は、半導体パッケージに使用される熱硬化化学物質です。これは、ベース樹脂としてエポキシ樹脂で作られた粉末成形化合物、硬化剤としての高性能フェノール樹脂、シリコンマイクロパウダーなどのフィラー、およびさまざまな添加物です。

エポキシ成形化合物は、主に統合回路、半導体デバイス、LEDチップ、電源モジュール、電子変圧器、センサーなどの電子部品の包装と保護に使用されます。電子コンポーネントの信頼性とサービス寿命を改善します。現在、電子成分の95％以上がエポキシ成形化合物でカプセル化されています。

データによると、2023年には、中国の半導体エポキシモールディング複合産業の市場規模が62億4200万元に達し、前年比で15.36％増加することが示されています。国内の半導体パッケージング製造プロセスレベルの継続的な改善とダウンストリームアプリケーションスケールの急速な発展により、半導体エポキシモールディング化合物の市場規模は高い成長率を維持すると予想されます。

02種類のエポキシ成形化合物

さまざまな形態によれば、エポキシ成形化合物は、ケーキ型のエポキシ成形化合物、シート型エポキシ成形化合物、粒状エポキシ成形化合物（GMC）および液体エポキシ成形化合物（LMC）に分けることができます。

パンケーキの形：この形式のエポキシモールディング化合物は、伝統的なパッケージングプロセスでよく使用され、トランスファーモールディングテクノロジーを介してチップをカプセル化します。

シート：この形式のエポキシ成形化合物は、特定の特定のパッケージング要件に適しています。

粒状：GMCは、粒状エポキシ成形材料を指します。粒状エポキシ成形材料は、成形プロセスで均一な粉末拡散の方法を採用しています。予熱した後、液体になります。チップを備えたキャリアボードは、樹脂に浸されて形成されます。簡単な操作、短い労働時間、低コストの利点があります。主に、システムレベルのパッケージング（SIP）やファンアウトウェーハレベルのパッケージ（FOWLP）など、一部の特定のパッケージプロセスで使用されています。 GMCには、単純な操作、短い労働時間、低コストの利点があります。

液体：液体成形コンパウンドは、下部またはカプセル化材料とも呼ばれます。これは、チップの底部を充填およびカプセル化するためによく使用されます。液体エポキシモールディング化合物は、液体エポキシ成形化合物とも呼ばれます。これは、高信頼性、中温硬化、低吸水、および低い反りの利点があります。主にHBMパッケージングプロセスで使用されます。

さまざまなパッケージングフォームによると、EMCは2つのカテゴリに分けることができます：離散デバイス用のエポキシ成形化合物と統合回路用のエポキシ成形化合物。いくつかのエポキシ成形化合物を使用して、個別のデバイスと小規模な統合回路の両方をカプセル化することができ、それらの間に明確な境界はありません。

異なるエポキシ成形化合物の製造プロセスは基本的に同じです。圧縮成形用のエポキシ成形化合物のみが、事前に形成され、司会する必要はありませんが、押しつぶされた粒子の粒子サイズを制御する必要はありません。ユーザーは、包装に粒状材料を直接使用できます。製造プロセスには、原材料の前処理、計量、混合、混合、架橋反応、カレンダー、冷却、粉砕、プリフォーム（一部の製品はそれを必要としない）およびその他のリンクが含まれます。

伝達成形法は、通常、エポキシ成形化合物を使用して電子成分をカプセル化するために使用されます。この方法は、エポキシ成形化合物を金型キャビティに絞り込み、その中に半導体チップを埋め込み、それを架橋して治療して、特定の構造的外観を持つ半導体デバイスを形成します。硬化メカニズムは、エポキシ樹脂が加熱および触媒条件下で硬化剤との架橋反応を受けて、特定の安定した構造を持つ化合物を形成することです。

03エポキシ成形化合物の開発履歴

EMCエポキシモールディングコンパウンドには、典型的な「1世代のパッケージ、1世代の素材」特性があります。包装技術の継続的な開発により、EMCのパフォーマンス要件も常に変化しています。

最初の段階は、/浸漬パッケージです。EMC材料の熱/電気性能に焦点を当てます。今日、外国のブランドは基本的に、技術的な障壁が少ないディップテクノロジーから撤退しています。しかし、テクノロジーには、国内および外国の製品ブランドが同等です。

第2段階のSOT/SOPパッケージ：EMC材料の信頼性と連続成形に焦点を当てます。ローエンドのアプリケーションでは、国内製品は基本的に代替を達成できますが、高電圧などのハイエンドセグメントでは、外国製品がかなり先を行っています。

第3段階QFN/BGAパッケージ：EMCワーピング、気孔率などに焦点を当てます。外国製品は独占的な位置にあり、非常に少量のみが国内で販売されています。

高度な包装技術の第4段階：EMC材料のすべてのパフォーマンスに対してより高い品質要件が提案されています。ローカリゼーション率はゼロであり、国内企業は技術的なギャップに追いつくために加速しています。

04エポキシモールディング化合物の技術ポイント

信頼性：エポキシ成形化合物は、信頼できるパフォーマンスを確保するために一連の標準テストに合格する必要があります。一般的な評価項目には、水分感度レベルテスト（JEDEC MSL）、高温および低温サイクルテスト（TCT）、強く加速熱および湿度テスト（HAST）、高圧調理試験（PCT）、高温および高湿度テスト（THT）、高温貯蔵試験（HTST）が含まれます。

パッケージングレベルが増加するにつれて、パッケージング材料が通過する必要がある標準テストは、より多く、より困難です。 JEDEC MSLテストを例にとると、基本製品はこのテストを必要としません。高性能製品は少なくともJEDEC MSL 3に合格する必要があり、高度なパッケージング製品はJEDEC MSL1に合格する必要があります。

接着：エポキシ成形化合物の充填は、ゼロ層間剥離を確保する必要があります。つまり、内部の毛穴などの欠陥はありません。エポキシ成形化合物の接着要件は、表面金属のタイプと基質/フレームのタイプに関連しています。

ストレスと反り：ストレスと縦糸は、製品の表面の形態と最終収量において重要な役割を果たします。 EMC材料と基質材料の膨張係数が異なるため、プロセス中に内部応力が形成され、これが反りにつながります。

継続的なデモルッド：生産効率と生産コストを確保するために、包装メーカーは、継続的なデモ型時間の数に下限を設定します。連続的なデルボールディング特性は、樹脂の種類、フィラー粒子サイズ、および放出剤の種類と含有量に関連しています。

05高度な包装におけるエポキシ成形化合物の適用

エポキシ成形化合物産業チェーンの上流には、エポキシ樹脂、高性能フェノール樹脂、シリコン粉末、添加物などが含まれます。その中には、シリコンパウダーが最大のシェアを占有し、エポキシモールディング化合物の主な材料である60％-90％を占め、エポキシ成形化合物のパフォーマンス改善に直接影響します。 2つ目はエポキシ樹脂で、シェアの約10％を占めています。業界チェーンの中流は、エポキシ成形コンパウンドメーカーです。業界チェーンの下流は、家電、太陽光発電、自動車電子機器、産業用途などの分野です。

人工知能、5G、高性能コンピューティング、モノのインターネットなどの市場の継続的な成長は、高度なプロセスと高度なパッケージの開発を促進しました。低消費電力、大規模なデータストレージ、およびトランスミッション速度の速度に対する継続的な需要は、主要なメモリサプライヤーを駆動し、ユニバーサルフラッシュメモリ、NANDに基づくマルチチップパッケージ、ハイエンドアプリケーションの高帯域幅メモリに基づくマルチチップパッケージなど、高度なパッケージパッケージを提供します。これらの高度なパッケージの主な特徴は、エポキシ成形化合物が非常に重要である複数のチップの垂直またはずらしたスタッキングです。

HBMは、EMCの分散と熱散逸の要件を提出します

HBM（高帯域幅メモリ）、高帯域幅メモリ。これは、非常に高いスループットを必要とするデータ集約型アプリケーション向けに設計されたDRAMの一種です。高性能コンピューティング、ネットワークスイッチング、転送機器など、高いメモリ帯域幅を必要とするフィールドでよく使用されます。

HBMは、SIPおよびTSVテクノロジーを使用して、床のようにいくつかのDRAMダイを垂直に積み重ねるため、プラスチックパッケージの高さを従来のシングルチップの高さよりも大幅に高くします。高さが高いため、末梢プラスチック包装材料が十分な分散を備えているため、EMCは従来の射出成形ケーキから粉末粒状粒状エポキシモールディング材料（GMC）および液体エポキシモールディング材料（LMC）に変更する必要があります。 GMCは、HBMで最大40％〜50％を占めています。 EMCメーカーの場合、このようなアップグレードでは、配合で分散と断熱の両方を考慮に入れる必要があり、これにより策定が困難になります。

エポキシ成形化合物は、さまざまなニーズに応じて処方できます。一般的に、自動車アプリケーションにはより堅牢なパッケージが必要であり、より高いフィラーコンテンツを備えたEMCを使用して、その靭性を改善します。ただし、柔軟な弾性率はそれに応じて増加し、パッケージ全体のひずみ容量が減少します。ハンドヘルドデバイスには、ユーザーの使用条件により、より大きなパッケージ曲げ/ひずみマージンが必要です。したがって、フィラー含有量がわずかに低い（80％未満）のエポキシ成形化合物が使用されます。

06エポキシ成形化合物の現在の状況と将来の傾向

近年、中国の半導体包装材料業界は、一部の分野で大きなブレークスルーを行っていますが、全体的なメーカーと外国メーカーの間にはまだ一定のギャップがあります。現在、日本とアメリカのメーカーは依然として中程度から高さの製品の大部分を占めていますが、中国のメーカーは主に中国での国内需要の出会いに焦点を当てており、それらのほとんどは、離散デバイスと小規模積分回路包装用のエポキシ成形化合物の分野にまだ集中しています。国内のエポキシモールディング化合物製品は、主にメイスマーエレクトロニクスで使用されており、主に中程度から最低の市場を占めており、市場シェアは約35％であり、ハイエンドのエポキシ成形化合物製品は基本的に日本とアメリカの製品によって独占されています。

半導体製造プロセスの進歩と、高い統合と多機能性に向けたチップのさらなる開発により、エポキシモールディングコンパウンドメーカーは、下流の顧客のカスタマイズされたニーズに応じて、ターゲットを絞った方法で式と生産プロセスを開発および最適化する必要があります。高度な統合、多機能性、高度な包装の高い複雑さの特性により、成形コンパウンドメーカーは、高度な包装製品のフォーミュラの開発におけるさまざまなパフォーマンスインジケーターの間により複雑なバランスをとる必要があります。同時に、FOWLP/FOPLPで使用されるエポキシ成形化合物を粒状形式で提示する必要があり、製造業者がフォーミュラと生産プロセス技術をより効果的に組み合わせることを要求する必要があります。そのため、製品パフォーマンスは下流のパッケージプロセス、パッケージングデザイン、パッケージの信頼性などを効果的に一致させることができます。

07主要なグローバル市場の競争環境の分析

エポキシモールディング化合物は、1960年代半ばに米国で発生し、その後日本で発生し、常に技術の高い地位を占めてきました。 Sumitomo Bakeliteは、世界市場シェアの40％を占めるエポキシ成形化合物の分野における世界有数のメーカーです。半導体成形化合物の発祥の地として、米国はエポキシ成形化合物を生成することはめったにありませんが、日本、中国、韓国は、半導体エポキシ成形化合物の世界最大の生産者です。

Sumitomo、Hitachi、Panasonic、Kyocera、Samsungなどの外国企業は、中国で90％以上の市場シェアを持ち、ハイエンド市場をほぼ独占しています。中国のエポキシカプセル化材料は早期に開始され、Huahai Chengkeはすでにリストされていますが、国内の材料は、/sop/sotなどの中間およびローエンドのパッケージングおよびテスト市場にまだ集中しています。半導体パッケージングの不可欠な材料として、電気自動車とデータセンターの電子部品の需要が急速に成長したことから、エポキシカプセル化材料の市場規模が成長し続けると予想されます。

Sumitomo Bakelite

Sumitomo Bakeliteは、1913年に設立された東京に本社を置く化学産業企業です。同社は主に、プラスチック、電子材料、化学材料などの分野での研究開発、生産、販売に従事しています。現在のビジネスは、半導体材料、高性能プラスチック、および生活の品質製品の3つのセクターに分かれています。その中で、半導体材料セクターの収益は、主にエポキシ成形化合物ビジネスから得られます。このセクターの収益は、2024年3月に終了する会計年度の約29％しか占めていませんでしたが、営業利益は52％を占めました。

Sumitomo Bakeliteのエポキシモールディングコンパウンドビジネスは、ダウンストリームアプリケーション分野に従って3つの部分に分割されています。情報通信、自動車、その他の分野で、収益はそれぞれ約50％、30％、20％を占めています。したがって、Sumitomo Bakeliteのエポキシモールディングコンパウンドビジネスは、依然として家電に依存しています。

Resonac（Showa DenkoとHitachi Chemicalの合併）

Japan Resonacは、2023年1月にShowa Denko GroupとShowa Denko Materials Group（以前のHitachi Chemical Group）の合併により設立された新しい会社です。同社の主要ビジネスには、半導体材料（自動車部品/リチウムイオンバッテリー材料）、革新的な材料、および化学原材料とライフサイエンスが含まれます。下流のアプリケーションエリアの観点から見ると、Resonacのエポキシモールディングビジネスは、家電製品、自動車、スマートフォン、PC、サーバー、および他のフィールドの5つの部分に分けることができます。これらの5つのビジネスの収益分配は、約35％、20％、15％、15％、および15％です。家電製品用の低およびミッドエンドのエポキシモールディング化合物は、会社の事業収益の大部分を占めています。

チャンチュンシーリングプラスチック（チャンシュー）Co.、Ltd。

チャンチョンシーリングプラスチック（チャンシュー）、Ltd。は2003年5月19日に設立されました。これは、有名な国内のエポキシモールディング化合物メーカーであり、台湾が上場しているChangchun Groupを70％保持し、Sumitomo Bakeliteが30％を保持しています。チャンチョングループは、台湾で2番目に大きい石油化学企業であり、一般的な化学物質、合成樹脂、熱硬化プラスチック、高性能エンジニアリングプラスチック、電子材料、半導体化学物質など、数百の製品があります。

Jiangsu Huahai Chengke New Materials Co.、Ltd。

Huahai Chengkeは2010年に設立され、2023年4月に上海証券取引所科学技術イノベーション委員会にリストされました。同社は、半導体包装材料の研究と工業化に焦点を当てています。その主な製品は、エポキシモールディング化合物と電子接着剤であり、これは家電、太陽光発電、自動車電子機器、産業用途、モノのインターネット、その他の分野で広く使用されています。

コアテクノロジーシステムに依存して、同社は、従来のパッケージングと高度なパッケージのフィールドをカバーできる包括的な製品レイアウトを形成し、従来のパッケージ（DIP、SOT、SOPなどを含む）および高度なパッケージ（QFN/BGA、SIP、FOWLPなど）に適用できる包括的な製品システムを構築しました。 BGA、指紋モジュール、ファンアウトなどの高度な包装に対する鉄なしの需要に焦点を当てて、同社はさらに鉄のない生産ラインテクノロジーをさらに開発しています。自動車グレードのエポキシ成形化合物の需要の増加に応じて、硫黄を含まないエポキシ成形化合物産物がさらに開発されています。 HBM分野で使用できる粒状（GMC）および液体成形化合物（LMC）の研究開発への継続的な投資。 24H1の報告期間中、同社はエポキシ成形化合物の硫黄を含まない結合技術を征服し、硫黄を含まないエポキシ樹脂組成の新しい発明特許を追加し、半導体パッケージングに適した使用を使用します。 2024年11月11日に、Huahai Chengkeは、Hengsuo Huawei Electronics Co.、Ltd。

Jiangsu Zhongke Chemical New Materials Co.、Ltd。

2011年に設立された同社は、半導体包装材料の研究、生産、販売を専門とする全国的なハイテク企業です。大規模な統合回路の高度なパッケージングや第3世代の半導体などの応用分野でのエポキシ成形化合物の開発に焦点を当てた、10,000トンを超える半導体パッケージング材料の年間生産能力があります。製品の観点から見ると、同社のエポキシ成形化合物技術は北京ケフアから継承され、中国科学アカデミーの化学研究所によって支援されています。同社の製品は、主に半導体パッケージングとボードレベルのパッケージで使用されており、下流の第3世代の半導体、ICS、自動車規制、産業規制、その他のアプリケーションをカバーしています。ダウンストリームの顧客には、Huatian Technology、Tongfu Microelectronics、Changdian Technology、China Resources Microelectronics、Riyuexin Group、およびその他の国内および外国の包装大手企業が含まれます。

2024年12月、WLCSP/FOPLPパッケージの粒度EMC（GMC）が大量生産、WLPパッケージの液体EMC（LMC）がR＆Dおよび検証段階にあり、ソーなどの中空パッケージのシートEMC（SMC）がR＆Dおよび検証段階にあります。 2024年7月、同社は江蘇省証券規制局とのIPOガイダンスに登録し、IPOを立ち上げようとしています。

Shanghai Feikai Materials Technology Co.、Ltd。

Feikai材料は2002年に設立されました。そのエポキシ成形化合物は、主に電力離散デバイス、統合された回路面マウント、基板包装製品で使用されています。中程度から高級パッケージングエポキシ成形化合物は、従来の表面マウントIC SOP/SSOP、DFN、QFP製品から、高度な基板パッケージBGAおよびMUFに徐々に変換されています。それは、低い反り、低水分吸収、および高い信頼性の特徴を持っています。高MSLレベルを通過し、臭素、アンチモンなどを含む環境に優しいEMCです。2024年6月に、同社のMUF材料製品には、液体包装材料LMCおよびGMC粒状包装材料が含まれます。液体包装材料LMCは、少量で大量生産および販売されており、粒状充填包装材料GMCはまだ研究開発サンプルの配信段階にあります。

Wuxi Chuangda New Materials Co.、Ltd。

同社は2003年に設立されました。その主なビジネスは、高性能熱セット包装材料の研究、開発、販売です。その主な製品には、エポキシ成形化合物、フェノール成形化合物、シリコンゴム、導電性銀接着剤、不飽和ポリエステル成形化合物、および半導体および自動化場の包装に広く使用されている他の熱硬化包装包装材料が含まれます。

Tianjin Kaihua Insulation Materials Co.、Ltd。

同社は2000年6月19日に設立されました。これは、電子包装材料を生産する初期の国内企業の1つであり、年間生産能力は4,000トン以上、年間生産量は1億元です。これは、主に電子包装材料の開発、研究、生産、および販売に従事しているハイテク企業です。 2024年8月、同社の資金調達プロジェクトは、3,000トンのエポキシパウダーカプセル化材料生産容量と2,000トンのエポキシプラスチックカプセル化材料生産能力を追加しました。アプリケーションエリアの拡大により、市場容量は増加し続けることが期待されています。

Jiangsu Zhongpeng New Materials Co.、Ltd。

同社は2006年に設立され、その前身はJiangsu Zhongpeng Electronics Co.、Ltdです。半導体デバイス包装用のエポキシ成形コンパウンド製品の生産を専門とするメーカーです。