一種用于封裝半導(dǎo)體元件的環(huán)氧模塑料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)氧模塑料領(lǐng)域，特別涉及一種用于封裝半導(dǎo)體元件的環(huán)氧模塑料。
【背景技術(shù)】
[0002] 在近年來的電子儀器小型化、輕量化、高性能化的市場(chǎng)動(dòng)向中，半導(dǎo)體元件的高集 成化在不斷發(fā)展，另外，在促進(jìn)半導(dǎo)體裝置的表面安裝中，對(duì)半導(dǎo)體封裝用環(huán)氧模塑料的 要求也越來越嚴(yán)格。伴隨著半導(dǎo)體裝置的小型化、薄型化，對(duì)半導(dǎo)體封固用環(huán)氧樹脂組合物 要求變得日益嚴(yán)格。半導(dǎo)體器件的小型化、輕量化、集成化要求環(huán)氧模塑料有更高的流動(dòng) 性，否則在封裝過程中容易產(chǎn)生氣孔、缺陷；半導(dǎo)體器件在260°C的表面回流溫度進(jìn)行安裝 處理時(shí)，半導(dǎo)體元件或引線框與環(huán)氧模塑料的固化物的容易發(fā)生界面剝離、或半導(dǎo)體裝置 產(chǎn)生裂紋等，大大增加了半導(dǎo)體裝置可靠性受損的不良情況，因此要求環(huán)氧模塑料具備更 高的耐焊接回流性?；谏鲜霰尘翱紤]，環(huán)氧模塑料的最近發(fā)展方向是采用更低粘度的樹 月旨，配合更多的無機(jī)填料的以達(dá)到高流動(dòng)性、高耐焊接回流性的目的。為了降低成型時(shí)的低 粘度而保持流動(dòng)性，已知有采用熔融粘度低的環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂的方法，另外，為了提高 無機(jī)填料的配合量，已知有采用硅烷偶合劑對(duì)無機(jī)填料進(jìn)行表面處理的方法。上述方法可 明顯改善環(huán)氧模塑料的耐焊錫性，減少開裂，但問題是，隨著無機(jī)填料量的增加，流動(dòng)性變 短，導(dǎo)致在封裝過程中容易產(chǎn)生氣孔和缺陷，同時(shí)，環(huán)氧模塑料的生產(chǎn)也變得困難，容易出 現(xiàn)死料，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。因此，僅采用這些方法，無法同時(shí)達(dá)到高流動(dòng)性和高耐焊錫性、 耐開裂性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種用于封裝半導(dǎo)體元件的環(huán)氧模塑料，以克服上述現(xiàn)有技 術(shù)中提到的不足。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種用于封裝半導(dǎo)體元件的環(huán)氧模塑料，包括組份： 環(huán)氧樹脂4.7wt_7.7wt% 酸酸樹脂3.9wt_6.9wt% 固化促進(jìn)劑0.lwt-〇. 5wt% 無機(jī)填料80.0%-86.0% 多孔微球 0.1wt%_10wt%， 其中，上述多孔微球的d50粒徑為1-20μπι、多孔微球孔道的孔徑為10-800nm、多孔微 球的BET比表面積為300-1000m2/g。
[0005]優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹脂包括選自由下列環(huán)氧樹脂組成的組中的至少一種：鄰甲酚 醛環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂;所述酚醛樹脂包括選自由下列酚醛樹脂組成的組中的至少 一種:具有亞聯(lián)苯基骨架結(jié)構(gòu)的苯酚芳烷基型樹脂、酚醛清漆樹脂。
[0006]優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂，所述酚醛樹脂優(yōu)選具有亞聯(lián)苯基 骨架結(jié)構(gòu)的苯酚芳烷基型樹脂。
[0007]優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂，所述酚醛樹脂優(yōu)選酚醛清漆樹脂。
[0008]優(yōu)選的，所述多孔微球是指多孔二氧化硅微球、多孔氧化鋁微球、多孔二氧化鈦微 球中的一種或多種。
[0009]優(yōu)選的，所述多孔微球，其孔道為無序孔道、平行孔道、垂直孔道、3D孔道中的一種 或多種。
[0010]優(yōu)選的，所述多孔微球是指孔道表面經(jīng)過氨基、巰基、環(huán)氧基中的任意一種或多種 基團(tuán)修飾的多孔微球。
[0011] 沒有特別限制在本發(fā)明中使用的無機(jī)填料，其可以選自球形硅微粉、結(jié)晶硅微粉、 熔融硅微粉、氧化鋁、氫氧化鋁、硼酸鋅等，為了達(dá)到優(yōu)異的流動(dòng)性，特別優(yōu)選球形硅微粉。
[0012] 沒有特別限制在本發(fā)明中使用的固化促進(jìn)劑，只要它們促進(jìn)環(huán)氧基和酚羥基之間 的反應(yīng)即可。促進(jìn)劑的實(shí)例是有機(jī)磷如三苯基膦，咪唑化合物如2-甲基咪唑和2-苯基咪唑， 二氮雜環(huán)烯烴如1，8_二氮雜雙環(huán)(5,4,0)十一烯-7及其衍生物，這些可以單獨(dú)地或結(jié)合兩 種或多種使用。
[0013]在本發(fā)明的環(huán)氧模塑料中，將環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、無機(jī)填料、固化促進(jìn)劑、多孔微 球作為必要成分，除此之外，還可根據(jù)需要適當(dāng)配合硅烷偶聯(lián)劑、蠟類脫模劑、炭黑等顏料、 硼酸鋅等阻燃劑。
[0014]本發(fā)明的環(huán)氧模塑料可通過使用高混機(jī)充分地均勻混合所有物質(zhì)，然后通過雙輥 機(jī)或捏合機(jī)等熔融捏合，捏合后的混合物經(jīng)冷卻、粉碎、混合而得到。
[0015]本發(fā)明的環(huán)氧模塑料可通過壓鑄、壓塑和注塑等方法封裝各種半導(dǎo)體元件來生產(chǎn) 半導(dǎo)體器件。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于:通過本發(fā)明所得的環(huán)氧模塑料做為封裝材料，在應(yīng)用于 半導(dǎo)體器件生產(chǎn)時(shí)，具有流動(dòng)性和抗焊接開裂性優(yōu)良的的特點(diǎn)，所得到的半導(dǎo)體器件具有 優(yōu)異的成型性和耐焊接回流性的優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將通過實(shí)施例更詳細(xì)描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不僅限于由下述實(shí)驗(yàn)例組成的 實(shí)施例。
[0018]在下面所有實(shí)施例中包括的環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和多孔微球，表述如下： E-1:鄰甲酚型環(huán)氧樹脂(軟化點(diǎn)102°C) E-2:聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂(熔點(diǎn)93°C) P-1:具有亞聯(lián)苯基骨架結(jié)構(gòu)的苯酚芳烷基型樹脂(軟化點(diǎn)63°C) P-2:酚醛清漆樹脂(軟化點(diǎn)76°C) W-1:多孔二氧化硅微球(d50=5ym) W-2:多孔氧化鋁微球(d50=lΙμπι) W-3:孔道表面經(jīng)氨基修飾的多孔二氧化硅微球(d50=6ym) W-4:多孔二氧化鈦微球(d50=15ym) 實(shí)施例1 實(shí)施例1包括如下組分： E-l:6.0重量份P-1:5.1重量份 W-l:4.5重量份 球形娃微粉:83.0重量份 2-甲基咪唑:0.2重量份 硼酸鋅:0.4重量份 硅烷偶聯(lián)劑:0.3重量份 蠟類脫模劑:0.2重量份 炭黑:〇.3重量份 將上述物質(zhì)在室溫下于高混機(jī)中混合均勻，然后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)在80-100°C進(jìn)行熔 融混煉，冷卻，然后粉碎，經(jīng)混合后得到環(huán)氧模塑料。按照下列方法評(píng)價(jià)環(huán)氧模塑料。評(píng)價(jià)結(jié) 果見表1。
[0019] 螺旋流動(dòng)長(zhǎng)度:在傳遞模塑機(jī)上借助EMMI-1-66螺旋流動(dòng)金屬模具測(cè)試，測(cè)試條件 為:溫度：175°C，壓力：7.0MPa，保壓時(shí)間：120s。螺旋流動(dòng)長(zhǎng)度是測(cè)評(píng)流動(dòng)性的參數(shù)，該值 越大表示流動(dòng)性越好，單位為cm。
[0020] 耐焊接回流性:采用低壓傳遞模塑機(jī)，使其粘結(jié)7cmX7cmX0.5cm娃芯片的14cmX 20cmX2.7cm80大小的pQFP引線框(銅）成型，成型條件:溫度175°C，注塑時(shí)間：10s，固化時(shí) 間：90s，注塑壓力：9.8MPa。175°C下固化8小時(shí)后，在85°C和85%濕度條件下濕化168小時(shí)， 然后通過IR回流，最高溫度為260°C，連續(xù)通過三次(三次，每次在225°C或更高溫度下進(jìn)行 l〇s)。然后，利用超聲缺陷檢測(cè)器檢測(cè)內(nèi)部裂痕和分層情況。依據(jù)10個(gè)封裝件中芯片分層數(shù) 和內(nèi)部裂痕數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0021 ] 實(shí)施例2-10和比較實(shí)施例11-13 實(shí)施例2-10和比較實(shí)施例11-13按照表1所包括的組分和含量，用與制備實(shí)施例1的相 同方法制備得到環(huán)氧模塑料，并且按照與實(shí)施例1相同的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果如表 1所示。
本發(fā)明的用于封裝半導(dǎo)體元件的環(huán)氧模塑料，表現(xiàn)的優(yōu)異性質(zhì)在于保證高填充的同 時(shí)，流動(dòng)性高、應(yīng)力小，耐焊接回流性好。當(dāng)使用該環(huán)氧模塑料進(jìn)行半導(dǎo)體元件封裝時(shí)，成形 性表現(xiàn)優(yōu)異，與引線框的粘附性也很優(yōu)異，可以獲得耐焊接回流性表現(xiàn)優(yōu)異的半導(dǎo)體器件。 因此，該環(huán)氧模塑料可有利地用于半導(dǎo)體元件封裝。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于封裝半導(dǎo)體元件的環(huán)氧模塑料，其特征在于:包括組份： 環(huán)氧樹脂4.7wt_7.7wt% 酸酸樹脂3.9wt_6.9wt% 固化促進(jìn)劑Ο.lwt-0.5wt% 無機(jī)填料80.0%-86.0% 多孔微球 0 ·lwt%_10wt%， 其中，上述多孔微球的d50粒徑為1-20μπι、多孔微球孔道的孔徑為10-800nm、多孔微 球的BET比表面積為300-1000m2/g。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于封裝半導(dǎo)體元件的環(huán)氧模塑料，其特征在于:所述環(huán)氧樹 脂包括選自由下列環(huán)氧樹脂組成的組中的至少一種:鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂； 所述酚醛樹脂包括選自由下列酚醛樹脂組成的組中的至少一種:具有亞聯(lián)苯基骨架結(jié)構(gòu)的 苯酚芳烷基型樹脂、酚醛清漆樹脂。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于封裝半導(dǎo)體元件的環(huán)氧模塑料，其特征在于:所述環(huán)氧樹 脂優(yōu)選鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂，所述酚醛樹脂優(yōu)選具有亞聯(lián)苯基骨架結(jié)構(gòu)的苯酚芳烷基型樹 脂。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于封裝半導(dǎo)體元件的環(huán)氧模塑料，其特征在于:所述環(huán)氧樹 脂優(yōu)選聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂，所述酚醛樹脂優(yōu)選酚醛清漆樹脂。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于封裝半導(dǎo)體元件的環(huán)氧模塑料，其特征在于:所述多孔微 球是指多孔二氧化硅微球、多孔氧化鋁微球、多孔二氧化鈦微球中的一種或多種。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于封裝半導(dǎo)體元件的環(huán)氧模塑料，其特征在于:所述多孔微 球，其孔道為無序孔道、平行孔道、垂直孔道、3D孔道中的一種或多種。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或5或6所述的用于封裝半導(dǎo)體元件的環(huán)氧模塑料，其特征在于:所述 多孔微球是指孔道表面經(jīng)過氨基、巰基、環(huán)氧基中的任意一種或多種基團(tuán)修飾的多孔微球。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于封裝半導(dǎo)體元件的環(huán)氧模塑料，包括組份：環(huán)氧樹脂4.7wt-7.7wt%、酚醛樹脂3.9wt-6.9wt%、固化促進(jìn)劑0.1wt-0.5wt%、無機(jī)填料80.0%-86.0%、多孔微球0.1wt%-10wt%，其中，上述多孔微球的d50粒徑為1-20μm、多孔微球孔道的孔徑為10-800nm、多孔微球的BET比表面積為300-1000m2/g。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有：通過本發(fā)明所得的環(huán)氧模塑料做為封裝材料，在應(yīng)用于半導(dǎo)體器件生產(chǎn)時(shí)，具有流動(dòng)性和抗焊接開裂性優(yōu)良的特點(diǎn)，所得到的半導(dǎo)體器件具有優(yōu)異的成型性和耐焊接回流性的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C08L63/00, H01L23/29, C08K7/26, C08K13/04, C08K3/38, C08K7/24, C08K5/3445, C08K3/22, C08L61/06, C08K3/36, C08K3/04
【公開號(hào)】CN105419236
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510952561
【發(fā)明人】劉娜
【申請(qǐng)人】無錫創(chuàng)達(dá)新材料股份有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日