CN109233211A

CN109233211A - 一种半导体封装用环氧模塑料

Info

Publication number: CN109233211A
Application number: CN201811206986.2A
Authority: CN
Inventors: 刘娜; 费小马; 翁根元; 陈子栋; 尹红根
Original assignee: Wuxi Chuangda Advanced Materials Co Ltd
Current assignee: Wuxi Chuangda Advanced Materials Co Ltd
Priority date: 2018-10-17
Filing date: 2018-10-17
Publication date: 2019-01-18

Abstract

本发明公开了一种用于半导体封装的环氧模塑料，包括组份：（A）无机填料（B）环氧树脂（C）酚醛树脂固化剂（D）固化促进剂（E）主链含有四甲基联苯单元的超支化环氧树脂。本发明的优点有：通过本发明所得的环氧模塑料用于半导体器件封装时，具有高流动性、线膨胀系数低、模量低、高粘结的特点，所封装的半导体器件具有优异的成型性和长期可靠性。

Description

一种半导体封装用环氧模塑料

技术领域

本发明涉及环氧模塑料领域，特别涉及一种用于半导体封的环氧模塑料。

背景技术

近年来，电子产品向高性能、多功能、小型化、轻量化发展，不但对集成电路的性能要求在不断提升，而且对半导体封装有了更高的要求，如封装的引脚数越来越多，布线间距越来越小，封装体厚度越来越薄等。封装技术的进步，要求封装用环氧模塑料的性能有所提高，以适应新技术条件，如低膨胀系数、高流动性、高可靠性等。

基于上述技术要求，环氧模塑料的最近发展方向是采用更低粘度的树脂，配合更多的无机填料的以达到高流动性、低应力的目的。为了提高无机填料的添加量并保持高流动性，已知有采用低粘度的环氧树脂和酚醛树脂的方法和采用硅烷偶联剂对无机填料进行表面处理的方法，上述方法虽然可达到流动性高和线膨胀系数低的目的，但问题是随着无机填料量的增加，模量增加并且环氧模塑料与框架以及环氧模塑料与芯片的粘结性变差，导致半导体器件在260℃的回流悍安装时，芯片或引线框与环氧模塑料的固化物发生界面剥离,从而降低了半导体器件长期可靠性。

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种具有高流动性、线膨胀系数低、模量低、高粘结、高可靠性的环氧模塑料。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于半导体封装的环氧模塑料，其不仅具有硅微粉填充量高的特点，而且其具有高流动性、线膨胀系数低、模量低、高粘结、高可靠性的特点，以克服上述现有技术中提到的不足。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种半导体封装用环氧模塑料，包括组份：

（A）无机填料

（B）环氧树脂

（C）酚醛树脂固化剂

（D）固化促进剂

（E）主链含有四甲基联苯单元的超支化环氧树脂。

所述（E）主链含有四甲基联苯单元的超支化环氧树脂是通式为【1】的超支化环氧树脂：

【1】。

所述（E）主链含有四甲基联苯单元的超支化环氧树脂的质量分数为环氧模塑料总组成的0.1 wt%-5wt%。

所述（E）主链含有四甲基联苯单元的超支化环氧树脂的支化度优选0.6-0.8。

所述（A）无机填料的质量分数为环氧模塑料总组成的80%-90%，最大粒径为150μm，平均粒径为1μm -45μm。

没有特别限制在本发明中的（A）无机填料，其可以选自球形硅微粉，结晶硅微粉，熔融硅微粉，氧化铝，氢氧化铝，硼酸锌等，为了达到优异的流动性，特别优选球形硅微粉。

没有特别限制在本发明中的（B）环氧树脂，其可以选自邻甲酚酚型环氧树脂，双酚A 型环氧树脂，联苯型环氧树脂，双环戊二烯型环氧树脂，多芬芳环(MAR)型环氧树脂等，这些环氧树脂可单独使用或两种或多种组合使用。

没有特别限制在本发明中的（C）酚醛树脂固化剂，其可以选自酚醛清漆树脂，联苯型酚醛树脂，XYLOK酚醛树脂等，这些固化剂可单独使用或两种或多种组合使用。

没有特别限制在本发明中的（D）固化促进剂，其可以选自有机磷化合物，咪唑化合物和叔胺化合物及其衍生物中的一种或多种，优选三苯基磷 (TPP)、2- 甲基咪唑（2MZ）、2-苯基 -4- 甲基咪唑 (2P4MZ)、二氮杂环烯烃如1,8-二氮杂双环（5,4,0）十一烯-7（DBU）及其衍生物中的一种或多种。

在本发明的环氧模塑料中，将（A）无机填料、（B）环氧树脂、（C）酚醛树脂固化剂、（D）固化促进剂、（E）主链含有四甲基联苯单元的超支化环氧树脂作为必要成分，除此之外，还可根据需要适当配合偶联剂、脱模剂、颜料、阻燃剂、增塑剂、消泡剂等组分。

本发明的环氧模塑料可通过高混机均匀混合所有物质，然后通过双辊机或双螺杆挤出机等熔融捏合，捏合后的混合物经压片、冷却、粉碎、混合而得到。

本发明的环氧模塑料可通过压铸、压塑和注塑等方法封装各种半导体元件来生产半导体器件。

本发明的有益效果在于：通过本发明所得的环氧模塑料做为封装材料，在应用于半导体器件封装时，具有高流动性、线膨胀系数低、模量低、高粘结的特点，所封装的半导体器件具有优异的成型性和长期可靠性。

具体实施方式

下面将通过实施例更详细描述本发明，但是本发明不仅限于由下述实验例组成的实施例。

将下表中物质混合均匀，然后经过双螺杆挤出机在80℃-100℃进行熔融混炼，冷却，压片，然后粉碎，经混合后得到环氧模塑料。

组分	具体物质	实施例1	实施例2	实施例3	对比例
						（A）填料	球形硅微粉(平均粒径15μm)	85	85	85	85
（B）环氧树脂	联苯型环氧树脂（软化点：60℃）	8.0	7.0	5.5	8.3
						（C）酚醛树脂固化剂	联苯型环氧树脂（软化点：60℃）	4.5	4.5	4.5	4.7
（D）固化促进剂	三苯基磷 (TPP)	1.0	1.0	1.0	1.0
						（E）主链含有四甲基联苯单元的超支化环氧树脂	支化度0.69	0.5	1.5	3	/
脱模剂	巴西棕榈蜡	0.25	0.25	0.25	0.25
						偶联剂	3-巯基丙基三甲氧基硅烷	0.55	0.55	0.55	0.55
着色剂	炭黑	0.2	0.2	0.2	0.2

以上原料组分均以重量计。

由上表中的实施例得到的环氧模塑料经测试，具有下表所示的技术效果：

项目	实施例1	实施例2	实施例3	对比例
					流动性(cm)	102	110	124	95
弯曲强度(Mpa)	153	155	156	148
					弯曲模量(Mpa)	20900	19000	17900	22000
Tg(℃）	126	122	120	129
					α1（10<sup>-5</sup>/℃)	1.3	1.2	1.1	1.4
粘结力（N）	45	53	63	36

上述特性评价所用试样的制作均以传递模塑方式成型，具体条件如下：

预热温度：70℃-90℃

模具温度：170±5℃

注射压力：3Mpa

模压时间：200秒

后固化条件：175℃×4 hrs

另外，特性评价方法中，流动性在传递模塑机上借助EMMI-1-66螺旋流动金属模具测试，模具温度175℃±2℃；弯曲强度和弯曲模量按GB/T9341标准使用万能试验机测试；玻璃化转变温度（Tg）和线膨胀系数（α1）使用热机械分析仪（TMA)测试；粘结力按SEMI-G69-0996抗剪测试标准测试环氧模塑料与铜之间的粘结力。

本发明一种半导体封装用环氧模塑料，表现的优异性质在于保证高填充的同时，流动性高、线膨胀系数（α1）低，弯曲模量低、与铜粘结力高。当使用该环氧模塑料封装半导体时，成形性表现优异，应力小，与铜框架的粘附性也很优异，因此可以提高封装半导体的长期可靠性。

Claims

1.一种半导体封装用环氧模塑料，包括组份：

（A）无机填料

（B）环氧树脂

（C）酚醛树脂固化剂

（D）固化促进剂

（E）主链含有四甲基联苯单元的超支化环氧树脂。

2.根据权利要求1所述的一种半导体封装用环氧模塑料，其特征在于所述（E）主链含有四甲基联苯单元的超支化环氧树脂通式为【1】的超支化环氧树脂，

【1】。

3.根据权利要求1所述的一种半导体封装用环氧模塑料，其特征在于所述（E）主链含有四甲基联苯单元的超支化环氧树脂的质量分数为环氧模塑料总组成的0.1 wt%-5wt%。

4.根据权利要求1所述的一种半导体封装用环氧模塑料，其特征在于所述（E）主链含有四甲基联苯单元的超支化环氧树脂的支化度优选0.6-0.8。

5.根据权利要求1所述的一种半导体封装用环氧模塑料，其特征在于所述（A）无机填料的质量分数为环氧模塑料总组成的80%-90%，最大粒径为150μm，平均粒径为1μm-45μm。