CN106398112A - 一种适用于esop封装的环氧树脂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其主要成分包括：环氧树脂，固化剂，固化剂促进剂，粘接力促进剂，应力吸收剂和填料所述的环氧树脂为包含式（1）和式（2）所示的环氧树脂，其中式（1）所示的环氧树脂占环氧树脂总量的20‑90%，式（2）所示的环氧树脂占环氧树脂总量的10‑80%；所述的固化剂为包含式（3）所示的固化剂，并且式（3）所述的固化剂的含量占固化剂总量的50%以上；所述的粘接力促进剂为聚硫橡胶。本发明通过加入式（1）和式（2）所述的环氧树脂，再配合式（3）所述的固化剂，降低环氧树脂组合物的应力，提高其柔韧性能和介电性能，配合聚硫橡胶作为粘接力促进剂，提高粘接性能。得到了在ESOP封装后，经过切筋工序后，良率在99.9%以上，同时可靠性能通过MSL3考核无分层，电性能测试全部通过的环氧树脂组合物。

Description

一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物
技术领域
本发明涉及一种环氧树脂组合物，尤其是涉及一种适合于载体外露于塑封体的小外形封装(ESOP)的环氧树脂组合物。
背景技术
载体外露于塑封体的小外形封装(ESOP)，不同于普通的小外形封装，由于基导外露，塑封装完成后，应力很大，在切筋的工序中，特别容易出现开裂，导致产品良率降低。同时，由于载体外露，在可靠性考核的过程中，水分容易从载体的位置进入塑封体，经过吸湿之后和260度回流焊回流，产品会出现分层和电性能失效等问题。因此，为了保证ESOP产品的性能，迫切需要提供一种具有超低应力、低的吸水率、良好的粘接性能，同时电性能良好的环氧树脂组合物。
对于低应力的环氧树脂组合物，现有的技术方案主要是添加不同种类的应力吸收剂，包括添加刚性无机填料、橡胶弹性体、热塑性塑料和热致液晶聚合物等第二相来增韧改性，这些改性方法存在着很多问题例如不能将应力吸收剂均匀的分散、做成成品后应力吸收剂在环氧树脂组合物中的迁移以及因为其迁移到表面影响封装体的外观和封装的工艺的模塑性能等。为了改进该缺点，也有专利将应力吸收剂均匀分散在树脂中做成中间体后，再加入到环氧树脂组合物中，提高其在产品中的均匀性，但是最终不能应力吸收剂的迁移问题。还有专利提出，使用反应型应力吸收剂，减少其迁移性但是又不能保证其其均匀分散和不影响模塑性。现有的技术方案很难平衡应力吸收剂的均匀分散性、迁移性和环氧树脂组合物的模塑性能。
同时，作为ESOP系列的产品，其可靠性能和电性能也是必不可少的考核条件之一。产品的电性能和可靠性能是紧密联系在一起的，为了达到获得良好的电性能和可靠性能，现有技术大部分是采用具有高粘接力的环氧树脂和固化剂，例如联苯型的环氧树脂，多芳香环型等高粘接性的环氧树脂，配合以高的填料含量、高效的应力吸收剂和离子捕捉剂，以此来达到高的可靠性能。但是，该方案的主要缺点是，可靠性能没有问题的情况下，电性能不是很稳定，经常出现没有规律的电性能失效。
发明内容
本发明所要解决的问题是针对现有技术的不足，提供一种新的适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，使用该组合物封装的ESOP产品，在切筋后的良率大于99.95％，通过可靠性MSL3考核后无分层，并且电性能完全通过考核。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的。本发明是一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其主要成分包括环氧树脂、固化剂、固化剂促进剂、粘接力促进剂、应力吸收剂和填料；其特点是：所述的环氧树脂为包含式(1)与式(2) 所述的环氧树脂：
其中为低极性键，为柔性骨架；
其中n是0-12的正整数；
其中式(1)所述的环氧树脂重量占环氧树脂总重量的20-90％；
式(2)所述的环氧树脂重量占环氧树脂总重量的10-80％；
所述的环氧树脂的重量占环氧树脂组合物总重量的1-25％。
本发明所述的一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其进一步优选的技术方案是：所述的环氧树脂的重量占环氧树脂组合物总重量的3-15％。
本发明所述的一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其进一步优选的技术方案是：所述的环氧树脂为式(1)、式(2)和其他类型的环氧树脂组成的混合物，其他类型的环氧树脂选自以下的一种或几种：苯酚酚醛清漆型环氧树脂；邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂为首的苯酚类和醛类的酚醛清漆型环氧树脂；双酚A、双份F、双酚S、烷基取代双酚二缩水甘油基醚；二氨基二苯基甲烷、三聚氰胺等聚胺和表氯醇反应得到的缩水甘油基胺型环氧树脂；用过醋酸过氧酸，氧化烯烃键得到的线性脂肪族环氧树脂；脂环族环氧树脂；联苯型环氧树脂；多芳香环型环氧树脂。
本发明所述的一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其进一步优选的技术方案是：式(1)所述的环氧树脂的重量不低于环氧树脂总重量的20％，式(2)所述的环氧树脂重量不低于环氧树脂总重量的50％。
本发明所述的一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其进一步优选的技术方案是：所述的固化剂包括含有式(3)所述的固化剂，
其中，m为0-12的正整数；
其中，式(3)所述的固化剂重量不低于固化剂总重量的50％；
所述的环氧树脂的重量占环氧树脂组合物总重量的1-25％。
本发明所述的一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其进一步优选的技术方案是：所述的环氧树脂的重量占环氧树脂组合物总重量的3-15％。
本发明所述的一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其进一步优选的技术方案是：所述的固化剂除含有式(3)所述的固化剂外，在不影响本发明效果的前提下，所述的固化剂除了含有式(3)所述的固化剂，还可以含其他酚醛树脂类的固化剂，例如：通过将苯酚、甲酚、间苯二酚、儿茶酚、双酚A、双酚F、苯基苯酚、氨基苯酚等苯酚类及/或萘酚类、和二甲氧基对二甲苯或双(甲氧基甲基)联苯基合成的苯酚·芳烷基树脂、联苯型苯酚·芳烷基树脂、萘酚·芳烷基树脂等；利用苯酚类及/或萘酚类和二环戊二烯的共聚来合成的二环戊二型型苯酚酚醛清漆型环氧树脂、二环戊二烯型萘酚酚醛清漆型环氧树脂等二环戊二型型酚醛树脂；三苯基甲烷型酚醛树脂；萜烯改性的酚醛树脂；对二甲苯及/或间二甲苯改性的酚醛树脂；密胺改性的酚醛树脂；环戊二型改性的酚性酚醛树脂；及共聚其中两种以上得到的酚醛树脂等。
本发明所述的一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其进一步优选的技术方案是：所述的粘接力促进剂为式(4)所示的聚硫橡胶：
其中，式(4)所述的粘接力促进剂占环氧树脂混合物总量的0.1-2％。
本发明所述的一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其进一步优选的技术方案是：所述的环氧树脂组合物中，环氧树脂中环氧当量和固化剂中羟基当量的比值在0.5-2.0。
本发明所述的一种适用于ESOP的环氧树脂组合物，对固化剂促进剂没有特别的要求，用于环氧树脂组合物的任何的已知的固化剂促进剂都可以使用。常用的叔胺类化合物；咪唑类化合物，包括2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-甲基-4-乙基咪唑等；季铵盐；有机金属盐；磷类化合物，例如三苯基膦、三丁基膦、三苯基膦和苯醌的加合物、四苯基硼酸、四苯基膦鎓三苯基膦三苯基硼烷等；二氮二杂环烯烃等，这些化合物及其衍生 物都可以单独或者混合使用。固化剂促进进的含量占环氧树脂总重量的0.01-2％。
本发明所述的一种适用于ESOP的环氧树脂组合物，无机填料为环氧树脂组物中的填充组分，现有技术方案中用于环氧树脂的任何已知的无极填料都可以使用，如熔融二氧化硅、结晶二氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮化硼、氧化态、玻璃纤维、碳酸钙、硅酸钙，钛酸钡等。作为无机填料主要优选为平均粒径在3-30微米的球形和熔融的二氧化硅。无机填料占环氧树脂组合物总重量的50-90％。
本发明所述的一种适用于ESOP的环氧树脂组合物，为了增强无机填料与树脂的结合强度，可以选择现有技术中已知的硅烷偶联剂或者钛酸酯类偶联剂预先对无机填料表面进行处理。例如：γ-环氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧基丙基三乙氧基硅烷、：γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、：γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基γ-胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷等单独或混合使用。偶联剂的含量占环氧树脂组合物总重量的0-5％。
本发明所述的一种适用于ESOP的环氧树脂组合物，如需要除上述组分外，还可以包括各种添加剂，例如脱模剂、着色剂(如炭黑、氧化钛、氧化铁红等)、离子捕捉剂等等。
本发明所述的一种适用于ESOP的环氧树脂组合物，多脱模剂没有特别的限制，可以选择本领域已知的天然或者是合成的蜡作为脱模剂。例如蜂蜡、巴西棕榈蜡、聚乙烯蜡、蒙旦蜡、米蜡、皂化蒙旦蜡、硬脂酸、硬脂酸酯、硬脂酸锌等。脱模剂占环氧树脂组合物总重量的0.1-5％。
本发明所述的一种适用于ESOP的环氧树脂组合物，如需要除上述组分外，还可以包括阻燃剂，例如氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、钼酸锌、三聚氰胺等，以此来达到环保阻燃的效果。
本发明一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物可以采用常规的制备方法制得。
与现有技术相比：本发明通过加入式(1)和式(2)所述的环氧树脂，或者再配合式(3)所述的固化剂，可以有效降低环氧树脂组合物的应力，提高其柔韧性能和介电性能，配合聚硫橡胶作为粘接力促进剂，提高粘接性能。得到了在ESOP封装后，经过切筋工序后，良率在99.9％以上，同时可靠性能通过MSL3考核无分层，电性能测试全部通过的环氧树脂组合物。
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1，一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其主要成分包括环氧树脂、固化剂、固化剂促进剂、粘接力促进剂、应力吸收剂和填料；所述的环氧树脂为包含式(1)与式(2)所述的环氧树脂；其中式(1)所述的环氧树脂重量占环氧树脂总重量的20％；式(2)所述的环氧树脂重量占环氧树脂总重量的80％；所述的环氧树脂的重量占环氧树脂组合物总重量的1％。
实施例2，一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其主要成分包括环氧树脂、固化剂、固化剂促进剂、粘接力促进剂、应力吸收剂和填料；所述的环氧树脂为包含式 (1)与式(2)所述的环氧树脂；其中式(1)所述的环氧树脂重量占环氧树脂总重量的90％；式(2)所述的环氧树脂重量占环氧树脂总重量的10％；所述的环氧树脂的重量占环氧树脂组合物总重量的25％。
实施例3，一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其主要成分包括环氧树脂、固化剂、固化剂促进剂、粘接力促进剂、应力吸收剂和填料；所述的环氧树脂为包含式(1)与式(2)所述的环氧树脂；其中式(1)所述的环氧树脂重量占环氧树脂总重量的50％；式(2)所述的环氧树脂重量占环氧树脂总重量的50％；所述的环氧树脂的重量占环氧树脂组合物总重量的3％。
实施例4，一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其主要成分包括环氧树脂、固化剂、固化剂促进剂、粘接力促进剂、应力吸收剂和填料；所述的环氧树脂为式(1)、式(2)和其他类型的环氧树脂组成的混合物；其中式(1)所述的环氧树脂重量占环氧树脂总重量的20％；式(2)所述的环氧树脂重量占环氧树脂总重量的50％；所述的环氧树脂的重量占环氧树脂组合物总重量的15％。其他类型的环氧树脂选自以下的一种或几种：苯酚酚醛清漆型环氧树脂；邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂为首的苯酚类和醛类的酚醛清漆型环氧树脂；双酚A、双份F、双酚S、烷基取代双酚二缩水甘油基醚；二氨基二苯基甲烷、三聚氰胺等聚胺和表氯醇反应得到的缩水甘油基胺型环氧树脂；用过醋酸过氧酸，氧化烯烃键得到的线性脂肪族环氧树脂；脂环族环氧树脂；联苯型环氧树脂；多芳香环型环氧树脂。
实施例5，一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其主要成分包括环氧树脂、固化剂、固化剂促进剂、粘接力促进剂、应力吸收剂和填料；所述的环氧树脂为式(1)、式(2)和其他类型的环氧树脂组成的混合物；其中式(1)所述的环氧树脂重量占环氧树脂总重量的30％；式(2)所述的环氧树脂重量占环氧树脂总重量的60％；所述的环氧树脂的重量占环氧树脂组合物总重量的10％。其他类型的环氧树脂选自以下的一种或几种：苯酚酚醛清漆型环氧树脂；邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂为首的苯酚类和醛类的酚醛清漆型环氧树脂；双酚A、双份F、双酚S、烷基取代双酚二缩水甘油基醚；二氨基二苯基甲烷、三聚氰胺等聚胺和表氯醇反应得到的缩水甘油基胺型环氧树脂；用过醋酸过氧酸，氧化烯烃键得到的线性脂肪族环氧树脂；脂环族环氧树脂；联苯型环氧树脂；多芳香环型环氧树脂。
实施例6，实施例1-5中任何一项所述的一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物中：所述的固化剂为含有式(3)所述的固化剂；所述的环氧树脂的重量占环氧树脂组合物总重量的3％。
实施例7，实施例1-5中任何一项所述的一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物中：所述的固化剂包括含有式(3)所述的固化剂，且式(3)所述的固化剂重量为固化剂总重量的50％；所述的环氧树脂的重量占环氧树脂组合物总重量的15％。所述的固化剂除含有式(3)所述的固化剂外，还含有下述固化剂中的一种或几种：通过将苯酚、甲酚、间苯二酚、儿茶酚、双酚A、双酚F、苯基苯酚、氨基苯酚的苯酚类及/或萘酚类、和二甲氧基对二甲苯或双(甲氧基甲基)联苯基合成的苯酚·芳烷基树脂、联苯型苯酚·芳烷基树脂、萘酚·芳烷基树脂；利用苯酚类及/或萘酚类和二环戊二烯的共聚来合成的 二环戊二型型苯酚酚醛清漆型环氧树脂、二环戊二烯型萘酚酚醛清漆型环氧树脂等二环戊二型型酚醛树脂；三苯基甲烷型酚醛树脂；萜烯改性的酚醛树脂；对二甲苯及/或间二甲苯改性的酚醛树脂；密胺改性的酚醛树脂；环戊二型改性的酚性酚醛树脂。
实施例8，实施例7所述的一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物中：式(3)所述的固化剂重量为固化剂总重量的60％；所述的环氧树脂的重量占环氧树脂组合物总重量的10％。其余与实施例7相同。
实施例9，实施例1-8中任何一项所述的一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物中：所述的粘接力促进剂为式(4)所示的聚硫橡胶：
其中，式(4)所述的粘接力促进剂占环氧树脂混合物总量的0.1-2％。
实施例10，实施例1-9中任何一项所述的一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物中：所述的环氧树脂组合物中，环氧树脂中环氧当量和固化剂中羟基当量的比值在0.5-2.0。
实施例11，一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物实验：
实验原料组方见下表1，含量均为重量分百比。其中：
式(1)所述的环氧树脂为EPICLON EXA-4850，购买自Dainippon Ink&Chemical，Inc；
式(2)所述的环氧树脂为EPICLON EXA-7336，购买自Dainippon Ink&Chemical，Inc；
多芳香环型环氧树脂为NC-3000L，购买自Nippon Kayaku Co.，Ltd.
固化剂：
式(3)所述的酚醛树脂为SN-395，购买自Nippon SteelChemical Co.，Ltd.
多芳香环型酚醛树脂为MEH-7851SS，购买自MeiwaPlasticsInd.，Ltd.
二甲苯改性酚醛树脂为HE-200C，购买自Air Water Inc。
相关检测试验如下：
凝胶时间：按SJ/T 11197-1999环氧模塑料的第5.3条凝胶化时间进行测定凝胶化时间(s)。
流动长度：按SJ/T 11197-1999环氧模塑料的第5.2条螺旋流动长度进行测定流动距离(cm)。
可靠性/MSL3：在MGP模上使用环氧塑封料将ESOP8的产品进行塑封，封装完成后，后固化(175度*6h)，将封装体放入到40度/40％相对湿度的潮箱中进行吸湿，吸湿完成后通过260度回流焊三次，完成后使用C-SAM进行扫描，观察分层情况，没有分层即通过考核。
切筋良率：在MGP模上使用环氧塑封料将ESOP8的产品进行塑封，经过电镀、打印，切筋后，观察其外观有无破损，有则为不合格产品，综合累计合格产品占全部产品的比例，即为产品良率。
电性能考核：在MGP模上使用环氧塑封料将ESOP8的产品进行塑封，经过电镀、打印，切筋后，加热测试其电流值，电流值过大，超过规定的范围即为电性能失效。
连续操作性：在MGP模上使用环氧塑封料将ESOP8的产品进行塑封，连续塑封，直至产品出现框架变形、模据脏污等状况，需要清模为止。期间的封装次数，即为连续生产的模塑性。
实验结果参见下表1：
表1

Claims (9)

1.一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其主要成分包括环氧树脂、固化剂、固化剂促进剂、粘接力促进剂、应力吸收剂和填料；其特征在于：所述的环氧树脂为包含式(1)与式(2)所述的环氧树脂：
其中为低极性键，为柔性骨架；
其中n是0-12的正整数；
其中式(1)所述的环氧树脂重量占环氧树脂总重量的20-90％；
式(2)所述的环氧树脂重量占环氧树脂总重量的10-80％；
所述的环氧树脂的重量占环氧树脂组合物总重量的1-25％。
2.根据权利要求1所述的一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其特征在于：所述的环氧树脂的重量占环氧树脂组合物总重量的3-15％。
3.根据权利要求1-所述的一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其特征在于：所述的环氧树脂为式(1)、式(2)和其他类型的环氧树脂组成的混合物，其他类型的环氧树脂选自以下的一种或几种：苯酚酚醛清漆型环氧树脂；邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂为首的苯酚类和醛类的酚醛清漆型环氧树脂；双酚A、双份F、双酚S、烷基取代双酚二缩水甘油基醚；二氨基二苯基甲烷、三聚氰胺等聚胺和表氯醇反应得到的缩水甘油基胺型环氧树脂；用过醋酸过氧酸，氧化烯烃键得到的线性脂肪族环氧树脂；脂环族环氧树脂；联苯型环氧树脂；多芳香环型环氧树脂。
4.根据权利要求3所述的一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其特征在于：式(1)所述的环氧树脂的重量不低于环氧树脂总重量的20％，式(2)所述的环氧树脂重量不低于环氧树脂总重量的50％。
5.根据权利要求1-4中任何一项所述一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其特征在于：所述的固化剂包括含有式(3)所述的固化剂，
其中，m为0-12的正整数；
其中，式(3)所述的固化剂重量不低于固化剂总重量的50％；
所述的环氧树脂的重量占环氧树脂组合物总重量的1-25％。
6.根据权利要求5所述一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其特征在于：所述的环氧树脂的重量占环氧树脂组合物总重量的3-15％。
7.根据权利要求5所述一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其特征在于：所述的固化剂除含有式(3)所述的固化剂外，还含有下述固化剂中的一种或几种：通过将苯酚、甲酚、间苯二酚、儿茶酚、双酚A、双酚F、苯基苯酚、氨基苯酚的苯酚类及/或萘酚类、和二甲氧基对二甲苯或双(甲氧基甲基)联苯基合成的苯酚·芳烷基树脂、联苯型苯酚·芳烷基树脂、萘酚·芳烷基树脂；利用苯酚类及/或萘酚类和二环戊二烯的共聚来合成的二环戊二型型苯酚酚醛清漆型环氧树脂、二环戊二烯型萘酚酚醛清漆型环氧树脂等二环戊二型型酚醛树脂；三苯基甲烷型酚醛树脂；萜烯改性的酚醛树脂；对二甲苯及/或间二甲苯改性的酚醛树脂；密胺改性的酚醛树脂；环戊二型改性的酚性酚醛树脂。
8.根据权利要求1所述的一种适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其特征在于：所述的粘接力促进剂为式(4)所示的聚硫橡胶：
其中，式(4)所述的粘接力促进剂占环氧树脂混合物总量的0.1-2％。
9.根据权利要求1所述的适用于ESOP封装的环氧树脂组合物，其特征在于：所述的环氧树脂组合物中，环氧树脂中环氧当量和固化剂中羟基当量的比值在0.5-2.0。
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