環(huán)保型環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法，特別是一種具有流動性良好、成 型工藝性能良好，適用于SOP和QFP封裝的的環(huán)保型環(huán)氧樹脂組合物及該組合物的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展，電子封裝的結(jié)構(gòu)也有早期的通孔安裝的封裝形式， 如雙列式封裝（DIP)、單列式封裝（SIP/SIP)及針柵陣列封裝（PGA)等，發(fā)展到表面貼裝式 的四邊引線扁平封裝（QFP)、小外形封裝（S0P/S0J)，薄形小外形封裝（TSOP)、無引線片式 載體（LCC)、球柵陣列封裝（BGA)等以及更高級直接粘結(jié)式的芯片直接焊接（COB)、帶式載 帶封裝（TCP)等，而以芯片尺寸級封裝、三維疊層封裝以及全硅圓片型封裝的新型封裝工 藝也正逐步登陸市場。
[0003] 其中，SOP和QFP作為中高端市場的主流，在封裝工藝與市場日趨成熟的條件下， 競爭也日益激烈，不僅僅要求環(huán)氧模塑料要滿足260°C的回流焊條件，使用環(huán)保阻燃劑等， 低成本已經(jīng)成為參與競爭的的必不可少的砝碼。因此開發(fā)低成本、綠色環(huán)保高可靠性的環(huán) 氧樹脂組合物勢在必行。
[0004] 在公開的技術(shù)當(dāng)中，采用硅烷偶聯(lián)劑對無機(jī)填料進(jìn)行表面處理而增加無機(jī)填料的 含量（例如，參照特開平8-20673號公報(bào)），可以保持成型時的低粘度和高流動性。然而， 該方法中使用的傳統(tǒng)硅烷偶聯(lián)劑分子量較小，與無機(jī)填料之間的結(jié)合力較差，起不到一定 的增韌效果，從而使得環(huán)氧樹脂組合物熔融粘度還不夠小，因此需要進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)。日本 特開2002-220515中公開了一種環(huán)氧樹脂組合物，填料量達(dá)到80%，熔融黏度較高，螺旋流 動長度較低。成型工藝性能不好，塑封料封裝器件表面有氣孔。為了提高封裝材料的耐焊 性，填料量會達(dá)到85-90%，使用低粘度的樹脂體系時，熔融粘度也可以很低，螺旋流動長度 也可以做到很長。但是有些SOP和QFP的金（或銅）引線較長或弧度很大的情況下，會造 成沖絲的問題，影響封裝器件的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種用于半導(dǎo)體器件 封裝的環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法，通過控制填料球形二氧化娃粉的最大粒度，改善樹 脂組合物的填充性能，能夠滿足金（或銅）引線較長或引線弧度很大的SOP和QFP的要求。
[0006] 本發(fā)明的環(huán)保型環(huán)氧樹脂組合物，包含環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和無機(jī)填料，還包含有 固化促進(jìn)劑、阻燃劑、脫模劑、無機(jī)離子捕捉劑、硅烷偶聯(lián)劑、著色劑和低應(yīng)力改性劑中的 一種或幾種，所述的環(huán)氧樹脂在組合物的重量百分含量為4~6wt%，所述的酚醛樹脂在 組合物的重量百分含量為4~6wt%，所述的無機(jī)填料在組合物的重量百分含量為83~ 87wt% ；
[0007] 所述的無機(jī)填料為球形二氧化硅粉，所述的球形二氧化硅粉最大粒徑為40~65 微米。優(yōu)選為45-55微米。當(dāng)最大粒徑小于40微米時，會導(dǎo)致封裝時產(chǎn)生溢料及流動性不 佳造成的沖絲，當(dāng)最大粒徑大于65微米時，會由于粒徑過大，造成沖絲。
[0008] 所述的環(huán)氧樹脂選自下述式（1)和式（2)所示的環(huán)氧樹脂中的一種或兩種；
[0010] 所述的酚醛樹脂選自下述式（3)和式（4)所示的酚醛樹脂中的一種或兩種；
[0013] 上述各式中，η為1-5中任意一個整數(shù)，R為H或_CH3。
[0014] 所述的固化促進(jìn)劑，只要能促進(jìn)環(huán)氧基和酚羥基的固化反應(yīng)即可，無特別限定。所 述的固化促進(jìn)劑在環(huán)氧樹脂組合物中的重量百分含量為〇. 1~lwt% ;可以選自咪唑化合 物、叔胺化合物和有機(jī)膦化合物等中的一種或幾種。
[0015] 所述的咪唑化合物選自2 -甲基咪唑、2,4 一二甲基咪唑、2 -乙基一 4 一甲基咪 唑、2 -苯基咪唑、2 -苯基一 4 一甲基咪唑和2 -（十七烷基）咪唑等中的一種或幾種。
[0016] 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(huán)（5,4,0)十一碳烯一 7 等中的一種或幾種。
[0017] 所述的有機(jī)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）膦等中的一種或幾種。
[0018] 所述的脫模劑在環(huán)氧樹脂組合物中的重量百分含量為0. 01~lwt% ;可以選自巴 西棕櫚蠟、合成蠟和礦物質(zhì)蠟中的一種或幾種。
[0019] 所述的無機(jī)離子捕捉劑在環(huán)氧樹脂組合物中的重量百分含量為0. 05~0. 5wt% ; 包括但不限于選自水合金屬氧化物（如Bi2O3 · 3H20)、酸性金屬鹽（如：Zr (HPO4) 2 · H20) 及鋁鎂的化合物（如：Mg6Al2 (CO3) (OH) 16 · 4H20)中的一種或幾種。
[0020] 本發(fā)明的包含環(huán)保型環(huán)氧樹脂組合物中所使用的是不含溴銻的阻燃劑，所述的阻 燃劑在環(huán)氧樹脂組合物中的重量百分含量為〇_4wt% ;可用金屬氫氧化物、水和金屬化合 物、金屬氧化物、鉬酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、含膦化合物含氮化合物，這些化合物可單獨(dú)使用 或兩種以上混合使用。
[0021] 所述的硅烷偶聯(lián)劑在環(huán)氧樹脂組合物中的重量百分含量為0. 3~lwt% ;可以選 自γ-環(huán)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一種或幾種。
[0022] 所述的著色劑在環(huán)氧樹脂組合物中的重量百分含量為0. 2~0. 8wt% ;如炭黑。
[0023] 所述的低應(yīng)力改性劑在環(huán)氧樹脂組合物中的重量百分含量為0. 1~2wt% ;如液 體硅油、硅橡膠粉末或它們的混合物等。
[0024] 優(yōu)選地，
[0025] 所述的固化促進(jìn)劑在環(huán)氧樹脂組合物中的重量百分含量為0. lwt% ;
[0026] 所述的阻燃劑在環(huán)氧樹脂組合物中的重量百分含量為2wt% ;
[0027] 所述的脫模劑在環(huán)氧樹脂組合物中的重量百分含量為0. 5wt% ;
[0028] 所述的無機(jī)離子捕捉劑在環(huán)氧樹脂組合物中的重量百分含量為0. 4wt% ;
[0029] 所述的硅烷偶聯(lián)劑在環(huán)氧樹脂組合物中的重量百分含量為0. 5wt% ;
[0030] 所述的著色劑在環(huán)氧樹脂組合物中的重量百分含量為0. 5wt% ;
[0031] 所述的低應(yīng)力改性劑在環(huán)氧樹脂組合物中的重量百分含量為lwt%。
[0032] 所述的球形二氧化硅粉填料的表面可以使用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理。
[0033] 所述的球形二氧化硅粉末的中位徑（D50)都為10~30微米。
[0034] 本發(fā)明的包含環(huán)保型環(huán)氧樹脂組合物的制備方法：將環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、球形二 氧化娃粉娃粉填料混合均勾，包含其它成分時將其它成分與上述成分同時混合均勾，然后 在溫度為70~100°C的雙輥筒混煉機(jī)上熔融混煉均勻，將混合均勻的物料從雙輥筒混煉機(jī) 上取下自然冷卻、粉碎得到所述的包含環(huán)保型環(huán)氧樹脂組合物的粉狀料；進(jìn)一步預(yù)成型為 餅料，獲得包含環(huán)保型環(huán)氧樹脂組合物的成型材料。
[0035] 本發(fā)明采用上述組合物和制備方法后，其有益效果為：本發(fā)明的包含環(huán)保型環(huán)氧 樹脂組合物是一種填充性優(yōu)良的半導(dǎo)體封裝用材料，該組合物同時還具備了必要的流動 性、高可靠性、阻燃性。該樹脂組合物適合封裝SOP及QFP，可以較好改善對金（或銅）引線 的沖擊。特別適用于引線較長、弧度較大的SOP及QFP的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但這僅是舉例，并不是對本發(fā)明的限制。
[0037] 本發(fā)明中涉及到的各成分及代號如下：
[0038] Al :環(huán)氧樹脂（日本大日本油墨制HP5000)，
[0039] A2 :環(huán)氧樹脂（日本三菱化學(xué)制"YX-4000H"）
[0040] Bl :聯(lián)苯苯酚線性酚醛樹脂（日本明和化成制"MEH7851SS"）
[0041] B2 :苯酚烷基酚醛樹脂（日本明和化成制"MEH7800SS"）
[0042] C :固化促進(jìn)劑2-乙基-4甲基咪唑（日本四國化成制）
[0043] Dl :球形二氧化硅微粉（江蘇聯(lián)瑞制"DQ1200E"，d50為18 μ m，最大粒徑55微米）
[0044] D2 :球形二氧化硅微粉（江蘇聯(lián)瑞制"DQ1200F"，d50為16 μ m，最大粒徑45微米）
[0045] D3 ;球形二氧化硅微粉（江蘇聯(lián)瑞制"DQ1200B"，d50為19 μ m，最大粒徑75微米）
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