一種半導體封裝用低應力環氧塑封料制造技術

本發明專利技術涉及可以降低半導體器件應力的包含聚硅氧烷共聚改性線性酚醛樹脂的環氧塑封料。按照所述的環氧塑封料中環氧樹脂的含量為5~18wt%、酚醛樹脂的含量為2.5~10wt%、固化促進劑的含量為0.05~0.5wt%、填料的含量為60~90wt%、聚硅氧烷共聚改性線性酚醛樹脂的含量為0.5~10wt%、脫模劑的含量為0.1~1.5wt%及偶聯劑的含量為0.4~1.5wt%稱取上述原料；將上述組分混合均勻，然后在開放式煉膠機上熔融混煉均勻后取下并自然冷卻、粉碎，得到可以降低半導體器件應力的包含聚硅氧烷共聚改性線性酚醛樹脂的環氧塑封料的粉狀料。

Low stress epoxy molding compound for semiconductor package

The present invention relates to an epoxy molding compound comprising a silicone copolymer modified linear phenolic resin capable of reducing stresses in a semiconductor device. The content of the content according to the content of epoxy resin epoxy molding compound in the 5~18wt% phenolic resin, 2.5~10wt%, curing agent for 0.05~0.5wt%, the content of filler content, 60~90wt% content of polysiloxane modified phenolic resin copolymer 0.5~10wt%, release agent 0.1~1.5wt% and coupling agent for the 0.4~1.5wt% the raw material; the components are mixed evenly, then mixing evenly and remove the natural cooling, crushing and melting in open rubber mixing machine, get the powder material can reduce the stress of the semiconductor device containing polysiloxane copolymer modified phenolic resin epoxy molding compound.

【技術實現步驟摘要】
一種半導體封裝用低應力環氧塑封料
本專利技術涉及一種半導體封裝用環氧塑封料，特別涉及到一種可以降低半導體器件應力的包含聚硅氧烷共聚改性線性酚醛樹脂的環氧塑封料。
技術介紹
環氧塑封料有許多優異的性能，在封裝領域已經得到了廣泛的應用，是半導體元器件、集成電路封裝的主流材料。近年來，半導體向高集成化發展，芯片更大，結構更復雜，布線更細，塑封體則越來越小、薄，而經過焊接工序時產生的熱應力，更容易導致芯片損失或封裝體開裂，應發產品失效。為適應小、薄型封裝形式的發展，需要塑封料能適應更高的降低應力要求。半導體封裝用環氧塑封料的組分一般包括環氧樹脂、固化劑、固化促進劑、填料、阻燃劑、脫模劑、偶聯劑、著色劑、力學改性劑等等，其中的力學改性劑主要包括硅油或硅樹脂。傳統的技術手段中通常采用添加上述應力改性劑降低彎曲模量，進而降低應力，但這些技術對應力改善幅度有限，同時會帶來粘接不良和界面分層等其它問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種可以降低半導體器件應力的包含聚硅氧烷共聚改性線性酚醛樹脂的環氧塑封料。本專利技術的技術方案如下：一種可以降低半導體器件應力的環氧塑封料，所述的環氧塑封料的主要組分及含量如下：所述的環氧樹脂選自鄰甲酚醛環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、多酚型縮水甘油醚環氧樹脂、脂肪族縮水甘油醚環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、雙環戊二烯型環氧樹脂、脂環族環氧樹脂和雜環型環氧樹脂中的任意一種或幾種。所述的酚醛樹脂選自苯酚線性酚醛樹脂及其衍生物、苯甲酚線性酚醛樹脂及其衍生物、單羥基或二羥基萘酚醛樹脂及其衍生物、對二甲苯與苯酚或萘酚的縮合物和雙環戊二烯與苯酚的共聚物中的任意一種或幾種。所述的固化促進劑選自咪唑化合物、叔胺化合物和有機膦化合物中的任意一種或幾種；所述的咪唑化合物選自2-甲基咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑和2-(十七烷基)咪唑中的任意一種或幾種；所述的叔胺化合物選自三乙胺卞基二甲胺、α-甲基卞基二甲胺、2-(二甲胺基甲基)苯酚、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚和1,8-二氮雜雙環(5,4,0)十一碳烯-7中的任意一種或幾種；所述的有機膦化合物選自三苯基膦、三甲基膦、三乙基膦、三丁基膦、三(對甲基苯基)膦和三(壬基苯基)膦等中的任意一種或幾種。所述的填料選自氧化鋁微粉、氧化鈦微粉、氮化硅微粉、氮化鋁微粉和二氧化硅微粉中的任意一種或幾種；所述的二氧化硅是結晶型二氧化硅、熔融型二氧化硅或者是它們的混合物，或者所述的二氧化硅是硅烷偶聯劑改性過的二氧化硅。所述的聚硅氧烷共聚改性線性酚醛樹脂中的聚硅氧烷含量3％～50wt％；聚硅氧烷是線性結構，分子鏈節為-(SiR1R2O)-，其中R1、R2選自甲基或苯基；聚硅氧烷的分子量為200～2000。所述的脫模劑選自巴西棕櫚蠟、合成蠟和礦物質蠟中的任意一種或幾種。所述的偶聯劑選自γ-環氧丙基丙基醚三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-巰基丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的任意一種或幾種。所述的環氧塑封料中還包含有阻燃劑和著色劑中的一種或幾種。所述的阻燃劑在環氧塑封料中的含量為0～10％；所述的阻燃劑是鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、磷-鹵系阻燃劑、磷-氮系阻燃劑中的任意一種或幾種，或者是氫氧化物阻燃劑；所述的著色劑在環氧塑封料中的含量為0～3wt％；所述的著色劑選自鈦白粉、氧化鋅、鋅鋇白、炭黑中的任意一種或幾種。本專利技術的環氧塑封料的制備方法：將環氧樹脂、酚醛樹脂、固化促進劑、填料、聚硅氧烷共聚改性線性酚醛樹脂、脫模劑和偶聯劑混合均勻(如包含其它成分時將其它成分與上述成分同時混合均勻)，再在溫度為70～100℃的開放式煉膠機上熔融混煉均勻，將混合均勻的物料從開放式煉膠機上取下自然冷卻、粉碎得到所述的包含聚硅氧烷共聚改性線性酚醛樹脂的環氧塑封料的粉狀料；進一步預成型為餅料，獲得包含聚硅氧烷共聚改性線性酚醛樹脂的環氧塑封料的成型材料。本專利技術的作用機理如下：在環氧塑封料高溫固化過程中，聚硅氧烷共聚改性線性酚醛樹脂通過含有的羥基與環氧樹脂中的環氧基發生化學反應而接入固化交聯網格，降低了交聯密度，同時由于聚硅氧烷鏈段自身的柔順性，都使得固化后的環氧塑封料體系力學模量有明顯降低。本專利技術的環氧塑封料是一種低彎曲模量的半導體封裝用材料，該組合物同時還具備了必要的流動性、成型性和阻燃性。具體實施方式以下結合實施例進一步說明本專利技術，但這僅是舉例，并不是對本專利技術的限制。本專利技術中涉及到的各成分及代號如下：A1：鄰甲酚醛環氧樹脂(巴陵石化制“CYDCN-200H”)A2：聯苯型環氧樹脂(JapanEpoxyResinsCo.,Ltd.制“YX-4000”)A3：苯酚芳烷基型環氧樹脂(NipponKayakuCo.,Ltd.制“NC3000”)A4：二環戊二烯型環氧樹脂(日本DICCorporation制“HP-7500”)B1：苯酚線性酚醛樹脂(日本DICCorporation制“TD-2131”)B2：苯酚烷基酚醛樹脂(MitsuiChemicals,Inc.制“XLC-4L”)B3：苯酚芳烷基酚醛樹脂(MeiwaPlasticIndustries,Ltd.制“MEH-7851ss”)C1：2－甲基咪唑C2：α－甲基卞基二甲胺C3：三苯基膦D：二氧化硅微粉(d50為22um)E1：聚硅氧烷共聚改性線性酚醛樹脂(聚甲基硅氧烷分子量2000，在改性線性酚醛樹脂中含量50％)E2：聚硅氧烷共聚改性線性酚醛樹脂(聚甲基硅氧烷分子量200，在改性線性酚醛樹脂中含量35％)E3：聚硅氧烷共聚改性線性酚醛樹脂(聚甲基苯基硅氧烷分子量1000，在改性線性酚醛樹脂中含量14％)E4：聚硅氧烷共聚改性線性酚醛樹脂(聚甲基苯基硅氧烷分子量2000，在改性線性酚醛樹脂中含量3％)巴蠟：巴西棕櫚蠟偶聯劑KH560阻燃劑硼酸鋅(d50為1um)E1-E4制備方法：在苯酚和甲醛的甲苯丙酮混合溶液中滴加指定分子量的羥基封端聚硅氧烷，在適量的反應促進劑和分子量控制劑的作用下發生接枝共聚反應，后經蒸餾提純等步驟獲得E1-E4組分。實施例1～12實施例1～12組合物的組成見表1，評價結果見表1。實施例1～12組合物的制備方法如下：按照配比稱量并混合各成分后，在溫度為60～110℃預熱的開放式煉膠機上熔融混煉均勻，將混合均勻的物料從開放式煉膠機上取下自然冷卻、粉碎得粉狀料，預成型為餅料，獲得環氧塑封料成型材料，并用以下方法進行評價，結果見表1。實施例1～12組合物的評價方法如下：彎曲強度、彎曲模量使用低壓傳遞模塑成型機在模具溫度為175℃，注射壓力為60bar，固化時間為110s條件下，將所得的環氧塑封料成型材料成型為長120mm、寬15mm、高10mm的長方體試驗樣條。使用微機控制電子萬能試驗機在150℃下測試樣條的彎曲強度(MPa)和彎曲模量(GPa)。評價結果見表1。表1：實施例組合物組成及評價結果(以重量百分比計)比較例1～12比較例1～12組合物的組成見表2，制備方法同實施例1，評價方法同實施例1，評價結果見表2。表2：比較例組合物組成及評價結果(以重量百分比計)由上述實施例及比較例可看出，包含本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半導體封裝用低應力環氧塑封料，其特征在于，所述的環氧塑封料的主要組分及含量如下：環氧樹脂?????????????????????????????5～18wt%酚醛樹脂?????????????????????????????2.5～10?wt%固化促進劑???????????????????????????0.05～0.5?wt%填料?????????????????????????????????60～90?wt%聚硅氧烷共聚改性線性酚醛樹脂?????????0.5～10wt%脫模劑???????????????????????????????0.1～1.5wt%偶聯劑???????????????????????????????0.4～1.5wt%。

【技術特征摘要】
1.一種半導體封裝用低應力環氧塑封料，其特征在于，所述的環氧塑封料的主要組分及含量如下：環氧樹脂5～18wt%酚醛樹脂2.5～10wt%固化促進劑0.05～0.5wt%填料60～90wt%聚硅氧烷共聚改性線性酚醛樹脂0.5～10wt%脫模劑0.1～1.5wt%偶聯劑0.4～1.5wt%。2.根據權利要求1所述的環氧塑封料，其特征在于，所述的環氧樹脂選自鄰甲酚醛環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、多酚型縮水甘油醚環氧樹脂、脂肪族縮水甘油醚環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、雙環戊二烯型環氧樹脂、脂環族環氧樹脂和雜環型環氧樹脂中的任意一種或幾種。3.根據權利要求1所述的環氧塑封料，其特征在于，所述的酚醛樹脂選自苯酚線性酚醛樹脂及其衍生物、苯甲酚線性酚醛樹脂及其衍生物、單羥基或二羥基萘酚醛樹脂及其衍生物、對二甲苯與苯酚或萘酚的縮合物和雙環戊二烯與苯酚的共聚物中的任意一種或幾種。4.根據權利要求1所述的環氧塑封料，其特征在于，所述的固化促進劑選自咪唑化合物、叔胺化合物和有機膦化合物中的任意一種或幾種；所述的咪唑化合物選自2-甲基咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑和2-（十七烷基）咪唑中的任意一種或幾種；所述的叔胺化合物選自三乙胺卞基二甲胺、a-甲基卞基二甲胺、2-（二甲胺基甲基）苯酚、2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚和1,8-二氮雜雙環（5,4,0）十一碳烯-7中的任意一種或幾種；所述的有機膦化合物選自三苯基...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王善學，李剛，盧緒奎，李海亮，周洪濤，徐偉，
申請(專利權)人：科化新材料泰州有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32