CN111117158A - 一种低成本低应力环氧组合物及其制备方法 - Google Patents

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李刚
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Abstract

本发明提供了一种低成本低应力环氧组合物，按照重量份数，主要包括如下组分：环氧树脂 10‑15份；酚醛树脂 5~8份；固化促进剂0.1~1.5份；无机填料角形硅微粉68~80份；脱模剂 0.1~1份；聚乙二醇二缩水甘油醚 0.1~2份；所述的聚乙二醇二缩水甘油醚的粘度为20~110mpa.s/25℃；环氧值为0.2~0.5eq/100g。本发明通过在以角形硅微粉为填料的环氧组合物中添加聚乙二醇二缩水甘油醚来降低其弯曲模量，提高流动性，使得封装后的半导体器件具有较低的应力，克服了通过使用高成本的树脂或者球形硅微粉来降低应力的缺点。

Description

一种低成本低应力环氧组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种半导体封装用环氧组合物，特别是一种低成本低应力环氧组合物及其制备方法。
背景技术
环氧组合物主要用于半导体和集成电路的封装。
为了降低成本，一般使用角形硅微粉做为填料，但是使用角形硅粉作为填料在降低成本的同时也会伴随产品性能的下降，主要原因是使用角形硅微粉替换球形硅微粉作为填料会导致填料量降低，流动性降低，进而导致塑封料固化后线膨胀系数升高，塑封料的弹性模量升高，封装后产品应力很大，封装后产品容易分层或者开裂，导致良率下降。同时因为流动性能变差，封装过程中容易产生气孔和其他缺陷。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种低成本低应力环氧组合物及其制备方法克服使用角形硅微粉的缺点。
本发明的技术方案如下：
一种低成本低应力环氧组合物，按照重量份数，主要包括如下组分：环氧树脂10-15份；酚醛树脂5～8份；固化促进剂0.1～1.5份；无机填料角形硅微粉68～80份；脱模剂0.1～1份；聚乙二醇二缩水甘油醚0.1～2份；
所述的聚乙二醇二缩水甘油醚的粘度为20～110mpa.s/25℃；环氧值为0.2～0.5eq/100g。
所述的聚乙二醇二缩水甘油醚粘度优选40-80mpa.s/25℃。
所述的聚乙二醇二缩水甘油醚环氧值优选0.35-0.4eq/100g。
没有特别限制本发明专利中使用的环氧树脂，但是为了降低成本，特别优选邻甲酚醛环氧树脂。
没有特别限制本发明专利中使用的酚醛树脂，但是为了降低成本，特别优选线性酚醛。
没有特别限制本发明专利中使用的固化促进剂，促进剂的实例是有机磷如三苯基膦，咪唑化合物如2-乙基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑或者2-苯基咪唑，二氮杂环烯烃如1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一烯-7及其衍生物，这些可以单独地或组合两种或多种使用。
在本发明的环氧组合物中，将环氧树脂、酚醛树脂、无机填料、固化促进剂、聚乙二醇二缩水甘油醚作为必要成分，除此之外，还可根据需要适当配合硅烷偶联剂、脱模剂、炭黑等颜料、金属氢氧化物或者溴代环氧或者三氧化二锑等阻燃剂。
优选地，
本发明的低成本低应力环氧组合物，按照重量份数，包括如下组分：环氧树脂15份；酚醛树脂8份；固化促进剂0.15-0.3份；无机填料角形硅微粉72-74份；脱模剂0.3份；偶联剂0.3份；着色剂0.3份，聚乙二醇二缩水甘油醚0.15～1.5份。
本发明的环氧组合物可以通过粉碎机、高速混合机充分地均匀混合所有物质，然后通过开放式炼胶机，螺杆挤出机等熔融混炼。
本发明的环氧组合物可通过压铸、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。
本发明具有如下技术效果：本发明通过在以角形硅微粉为填料的环氧组合物中添加聚乙二醇二缩水甘油醚来降低其弯曲模量，提高流动性，使得封装后的半导体器件具有较低的应力，克服了通过使用高成本的树脂或者球形硅微粉来降低应力的缺点。
具体实施方式
下面将通过实施例更详细描述本发明，但是下述实施例不对本发明专利构成限制。
实施例所使用的原料如下：
填料：角形硅微粉(d50为20μm)，购买于江苏联瑞新材料有限公司。
环氧树脂：邻甲酚醛环氧树脂，购买于济南圣泉集团股份有限公司。
酚醛树脂：苯酚线性酚醛树脂，购买于济南圣泉集团股份有限公司。
偶联剂：γ-环氧丙基丙基醚三甲氧基硅烷。
固化促进剂：TPP。
脱模剂：巴西棕榈蜡。
炭黑：购买于日本三菱。
聚乙二醇二缩水甘油醚：YL-300B，购买于营口博亚新材料有限公司，粘度40-80mpa.s/25℃，环氧值0.35-0.40eq/100g。
实施例1-6、对比例1-2
实施例1-6为添加聚乙二醇二缩水甘油醚的环氧组合物，对比例1-2为未添加聚乙二醇二缩水甘油醚的环氧组合物，原料配方组成见表1。
制备方法如下：将表1中的各物质在室温下用粉碎机粉碎并混合均匀，然后在开放式炼胶机上熔融混炼，然后粉碎，经混合后得到环氧组合物。
主要通过以下方面来评价环氧组合物评价结果见表1。
螺旋流动长度：测试条件为：温度：175℃，压力：7.0MPa，保压时间：110s。螺旋流动长度是测评流动性的参数，该值越大表示流动性越好，单位为cm。
弯曲性能：在万能试验机测试标准样条的弯曲模量，弯曲模量是评价环氧组合物抗弯性能的参数，该值约小表示封装后的半导体器件应力越小，单位为GPa。
评价结果见下表：
Figure BDA0002331742440000031
从表1可以看出，实施例1-6中添加聚乙二醇二缩水甘油醚的环氧组合物和对照例1-2中未添加聚乙二醇二缩水甘油醚的环氧组合物相比，具有更好的流动性和更小的应力。

Claims (7)

1.一种低成本低应力环氧组合物，其特征在于，按照重量份数，主要包括如下组分：环氧树脂 10-15份；酚醛树脂 5~8份；固化促进剂0.1~1.5份；无机填料角形硅微粉68~80份；脱模剂 0.1~1份；聚乙二醇二缩水甘油醚 0.1~2份；
所述的聚乙二醇二缩水甘油醚的粘度为20~110mpa.s/25℃；环氧值为0.2~0.5eq/100g。
2.根据权利要求1所述的低成本低应力环氧组合物，其特征在于，所述的聚乙二醇二缩水甘油醚粘度优选40-80 mpa.s/25℃；所述的聚乙二醇二缩水甘油醚环氧值优选0.35-0.4eq/100g。
3.根据权利要求1所述的低成本低应力环氧组合物，其特征在于，所述的环氧树脂为邻甲酚醛环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的低成本低应力环氧组合物，其特征在于，所述的酚醛树脂为线性酚醛。
5.根据权利要求1所述的低成本低应力环氧组合物，其特征在于，所述的固化促进剂为有机磷、咪唑化合物或二氮杂环烯烃中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的低成本低应力环氧组合物，其特征在于，所述的组合物还包括硅烷偶联剂、脱模剂、着色剂和阻燃剂中的一种或多种。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的低成本低应力环氧组合物，其特征在于，所述的组合物，按照重量份数，包括如下组分：环氧树脂 15份；酚醛树脂8份；固化促进剂0.15-0.3份；无机填料角形硅微粉72-74份；脱模剂0.3份；偶联剂0.3份；着色剂0.3份，聚乙二醇二缩水甘油醚 0.15~1.5份。
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