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在半導體封裝領域，如何抑制封裝材料中的α粒子干擾已成為高密度芯片制造的核心挑戰。近期行業內涌現出一類創新型低α材料——多面體近球形單晶α相氧化鋁，其獨特的物理特性為封裝技術升級提供了全新思路。
α粒子的隱形威脅與封裝革新
半導體器件在運行過程中可能遭遇的軟性失效，往往源于封裝材料中放射性雜質釋放的α粒子。這類粒子穿透芯片時產生的電離效應，對高密度存儲器等精密元件的穩定性構成嚴重威脅。尤其在動態隨機存儲器等高可靠性場景中，采用超低α射線封裝材料已成為行業共識。
環氧模塑料作為主流封裝介質，其性能優劣直接影響芯片的機械強度、散熱效率及長期可靠性。傳統封裝體系通常采用硅基填料，但隨著芯片集成度的躍升，導熱性能更強的氧化鋁基材料逐漸嶄露頭角。此類材料不僅需要具備優異的熱管理能力，更需通過嚴格的放射性元素提純工藝，將鈾、釷等雜質含量控制在極限水平。國際半導體標準組織已為此類材料的α粒子釋放量建立了系統評估體系。
類球形單晶α相氧化鋁制備工藝的技術突破
尖端材料制造商通過創新工藝實現低α氧化鋁的量產突破。部分企業采用氣相沉積法精控材料純度，另一些則開發了高溫熔融技術優化顆粒形貌。這些工藝創新在確保材料低放射性的同時，實現了晶體結構的精密調控，為后續應用奠定基礎。
多面體類球單晶α氧化鋁（DCA-NL系列）結構的性能優勢
相較于傳統球形氧化鋁，多面體近球形單晶α相氧化鋁展現出顯著的技術優勢。其高度有序的晶體結構幾乎消除了晶界缺陷，形成完整的三維導熱網絡。特殊的十四面體幾何構型，使顆粒間建立面接觸式熱傳導通道，相較于傳統材料的點接觸模式，顯著提升熱擴散效率。
類球單晶α氧化鋁（DCA-NL系列）近球形特征在保證流動性的前提下，通過減少內部孔隙與微裂紋，有效抑制了聲子散射效應。這種結構完整性不僅強化了機械性能，更使材料在高溫高壓封裝環境中保持穩定。雖然其顆粒形態與傳統球形產品存在差異，但經過工藝優化的產品仍能滿足自動化封裝設備的工藝要求。特殊工藝制備的多面體單晶氧化鋁具有近球形結構與球形氧化鋁相比流動性稍差，但依然具有較高的流動性。
當前，這類創新型氧化鋁材料已在高階存儲芯片封裝中開展應用驗證。其融合低放射性、高導熱與結構穩定的綜合特性，為半導體封裝材料進化提供了新的技術路徑。
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參考資料：粉體圈
備注內容素材來源：圖片來源DIC株式會社
