CN111909486B - 树脂组合物及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种树脂组合物,其包含:(A)环氧树脂;(B)硬化剂;以及(C)无机填料,其具有以下粒径分布:D90/D10为2至40,且D99不大于30微米。同时,本发明还提供一种封装材料,其通过固化如上所述的树脂组合物所形成。本发明树脂组合物可用作半导体基材的封装材料,尤其可用作大面积晶圆的封装材料。

Description

树脂组合物及其应用
技术领域
本发明关于一种树脂组合物,特别是关于一种包含具有特定粒径分布的无机填料的环氧树脂系树脂组合物。本发明树脂组合物可用作半导体基材的封装材料,尤其可用作大面积晶圆的封装材料。
背景技术
在半导体工业中,通常在晶圆上使用封装材料形成保护层以保护晶圆。晶圆级封装(wafer level packaging)是指在晶圆上直接封装晶片,而非先将晶圆切割成小晶片再进行封装。一般而言,晶圆级封装可具有更大频宽、更快封装速度、更佳可靠度以及更低能耗等优点。近年来,随着大尺寸晶圆(例如,12吋或以上的晶圆)的发展,对于晶圆用封装材料的机械强度以及耐热性的要求也趋于严格。在晶圆级封装过程中,封装材料经受高温以进行固化,因此若封装材料的玻璃转移温度(glass transition temperature,Tg)过低,将导致所得固化产物的尺寸稳定性不佳,容易在后续的加工过程中出现膨胀、翘曲(warpage)等问题而影响最终产品的外观及应用。
发明内容
本发明旨在提供一种同时具备高Tg及优异机械强度的封装材料,具体而言,本发明关于一种环氧树脂系树脂组合物及使用该树脂组合物所形成的封装材料。本发明通过在环氧树脂系树脂组合物中使用具特定粒径分布的无机填料,从而改善树脂组合物的黏度性质并改善树脂组合物固化后所得的材料的Tg与机械强度。根据本发明的树脂组合物固化后所形成的材料可具有极低程度的翘曲,有利于封装应用,特别是大面积的封装应用。
因此,本发明的一个目的在于提供一种树脂组合物,其包含以下成分:
(A)环氧树脂;
(B)硬化剂;以及
(C)无机填料,其具有以下粒径分布:D90/D10为2至40,且D99不大于30微米。
于本发明的部分实施方案中,该无机填料(C)的D50为5至10微米。
于本发明的部分实施方案中,该无机填料(C)为实心填料且选自以下群组:二氧化硅、氧化铝、氧化钙、碳酸钙、二氧化钛、滑石粉、云母粉、氮化硼及其组合。
于本发明的部分实施方案中,该树脂组合物不含溶剂,且该环氧树脂(A)于常温常压(normal temperature and pressure)下为液态。
于本发明的部分实施方案中,该环氧树脂(A)选自以下群组:苯酚系环氧树脂、甲酚系环氧树脂、萘系环氧树脂、双酚系环氧树脂、脂环系环氧树脂及其组合。
于本发明的部分实施方案中,该硬化剂(B)选自以下群组:酸酐类、酰亚胺系化合物、含胺基的化合物、含羟基的化合物及其组合。
于本发明的部分实施方案中,以该环氧树脂(A)、该硬化剂(B)与该无机填料(C)的总重量计,该环氧树脂(A)与该硬化剂(B)的总含量为5至25重量%,且该无机填料(C)的含量为75至95重量%。
本发明的另一目的在于提供一种封装材料,其通过固化如上所述的树脂组合物所形成。
于本发明的部分实施方案中,该封装材料具有不小于135℃的玻璃转移温度(Tg)。
为使本发明的上述目的、技术特征及优点能更明显易懂,下文以部分具体实施方案进行详细说明。
具体实施方式
以下将具体地描述根据本发明的部分具体实施方案;但是,在不背离本发明的精神下,本发明还可以多种不同形式的方案来实践,不应将本发明保护范围限于所述具体实施方案。
除非文中有另外说明,于本说明书中(尤其是在权利要求书中)所使用的“一”、“该”及类似用语应理解为包含单数及复数形式。
于本文中,用语“Dn”是指累计粒径分布百分数达n体积%时的粒径。此即,用语“D10”是指累计粒径分布百分数达10体积%时的粒径,用语“D50”是指累计粒径分布百分数达50体积%时的粒径,用语“D90”是指累计粒径分布百分数达90体积%时的粒径,且用语“D99”是指累计粒径分布百分数达99体积%时的粒径。前述粒径分布是通过雷射粒度分析仪所分析而得的填料颗粒直径的分布图。
于本文中,用语“常温常压”是指温度为25℃且压力为1大气压的环境。用语“不含溶剂”是指在树脂组合物的配置过程中不另添加溶剂,且以树脂组合物的总重量计,溶剂含量不高于0.5重量%。
本发明对比现有技术的功效在于,通过组合使用环氧树脂、硬化剂及具有特定粒径分布的无机填料,所提供的树脂组合物具有低黏度而易于加工操作,且该树脂组合物固化后所得的材料具有高Tg、高机械强度、低翘曲等优点,特别适合作为封装材料。以下就本发明树脂组合物的各成分及树脂组合物的制备提供详细说明。
1.树脂组合物
本发明树脂组合物包含环氧树脂(A)、硬化剂(B)与无机填料(C)等必要成分,以及其他视需要的选用成分。
1.1.环氧树脂(A)
本文中,环氧树脂(A)的种类并无特殊限制,常见的环氧树脂包括酚醛型环氧树脂(phenolic epoxy resin)及脂环型环氧树脂。酚醛型环氧树脂的实例包括但不限于苯酚系环氧树脂(phenol epoxy resin)、甲酚系环氧树脂(cresol epoxy resin)、萘系环氧树脂(naphthalene epoxy resin)及双酚系环氧树脂(bisphenol epoxy resin)。甲酚系环氧树脂的实例包括但不限于邻-甲酚系环氧树脂(ortho-cresol epoxy resin)、间-甲酚系环氧树脂(meta-cresol epoxy resin)及对-甲酚系环氧树脂(para-cresol epoxy resin),且较佳为邻-甲酚系环氧树脂。双酚系环氧树脂的实例包括但不限于双酚A型环氧树脂(bisphenol A epoxy resin)及双酚F型环氧树脂(bisphenol F epoxy resin)。各酚醛型环氧树脂较佳为novolac酚醛型环氧树脂。脂环系环氧树脂的实例包括但不限于双环戊二烯系环氧树脂(dicyclopentadiene epoxy resin)、氢化双酚A型环氧树脂(hydrogenatedbisphenol A epoxy resin)及(3',4'-环氧环己烷)甲基-3,4-环氧环己基羧酸酯((3',4'-epoxycyclohexane)methyl 3,4-epoxycyclohexyl carboxylate)。上述环氧树脂均可单独使用或任意组合使用。
于本发明的较佳实施方案中,环氧树脂(A)是常温常压下为液态的环氧树脂,具体而言是在常温常压下黏度低于1000帕·秒(Pa·s)的环氧树脂。通过这些在常温常压下为液态的环氧树脂的使用,本发明树脂组合物可避免使用为分散树脂组合物各成分而添加的溶剂,即树脂组合物可不包含溶剂,从而在加热固化时不会因溶剂挥发而于固化后所得的材料中产生气泡、空隙(void)等瑕疵,而不利于封装材料的应用。
于本发明树脂组合物中,环氧树脂(A)的含量并无特殊限制。一般而言,以环氧树脂(A)、硬化剂(B)与无机填料(C)的总重量计,环氧树脂(A)的含量可为5重量%至15重量%,例如5.5重量%、6重量%、6.5重量%、7重量%、7.5重量%、8重量%、8.5重量%、9重量%、9.5重量%、10重量%、10.5重量%、11重量%、11.5重量%、12重量%、12.5重量%、13重量%、13.5重量%、14重量%或14.5重量%。
1.2.硬化剂(B)
于本文中,硬化剂是指可引发环氧官能基的开环反应并与环氧树脂进行交联固化反应的成分。硬化剂的种类并无特殊限制,只要其能引发环氧官能基的开环反应并与环氧树脂共同进行交联固化反应即可。硬化剂的实例包括但不限于酸酐类、酰亚胺系化合物、含胺基的化合物及含羟基的化合物。前述各硬化剂可单独使用,也可混合多种使用。
酸酐类包括但不限于单酸酐、酸二酐、多酸酐及前述酸酐与其他可共聚单体的共聚物。单酸酐的实例包括但不限于乙酸酐、马来酸酐、琥珀酸酐、4-甲基六氢邻苯二甲酸酐(4-methylhexahydrophthalic anhydride)或六氢邻苯二甲酸酐(hexahydrophthalicanhydride)。酸二酐的实例包括但不限于萘四甲酸二酐(naphthalene tetracarboxylicdianhydride)或焦蜜石酸二酐(pyromellitic dianhydride)。多酸酐的实例包括但不限于苯六甲酸酐(mellitic trianhydride)。酸酐与其他可共聚单体的共聚物的实例包括但不限于苯乙烯-马来酸酐共聚物(copolymer of styrene and maleic anhydride)。
酰亚胺系化合物包括但不限于双马来酰亚胺类化合物及咪唑类化合物。双马来酰亚胺类化合物的实例包括但不限于1,2-双马来酰亚胺基乙烷、1,6-双马来酰亚胺基己烷、1,3-双马来酰亚胺基苯、1,4-双马来酰亚胺基苯、2,4-双马来酰亚胺基甲苯、4,4'-双马来酰亚胺基二苯基甲烷等。前述各双马来酰亚胺类化合物可单独使用,也可混合多种使用。咪唑类化合物的实例包括但不限于2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑(2-ethyl-4-methylimidazole,2E4MZ)、2-苯基咪唑及1-苄基-2-苯基咪唑。前述各咪唑类化合物可单独使用,也可混合多种使用。
含胺基的化合物的实例包括但不限于二胺基二苯砜(diamino diphenylsulfone,DDS)、二胺基二苯甲烷(diamino diphenylmethane,DDM)、胺基三氮杂苯酚醛(aminotriazine novolac,ATN)树脂、双氰胺(dicyandiamide,DICY)、二伸乙基三胺、三伸乙基四胺、四伸乙基五胺、二乙胺基丙胺、N-胺基乙基哌嗪、甲烷二胺及异佛尔酮二胺。前述各含胺基的化合物可单独使用,也可混合多种使用。
含羟基的化合物的实例包括但不限于双酚A、四溴双酚A、双酚S、双酚F及酚醛树脂。前述各含羟基的化合物可单独使用,也可混合多种使用。
于本发明的较佳实施方案中,硬化剂(B)是常温常压下为液态的硬化剂,具体而言是在常温常压下黏度低于1000帕·秒(Pa·s)的硬化剂。于后附实施例中,使用液态酸酐及咪唑类化合物。
于本发明树脂组合物中,硬化剂(B)的含量并无特殊限制,只要可提供所欲的硬化效果即可。一般而言,以环氧树脂(A)、硬化剂(B)与无机填料(C)的总重量计,硬化剂(B)的含量可为0.5重量%至10.5重量%,例如0.9重量%、1重量%、2重量%、3重量%、5重量%、7重量%、8重量%、9重量%或10重量%。
此外,于本发明树脂组合物中,以环氧树脂(A)、硬化剂(B)与无机填料(C)的总重量计,环氧树脂(A)与硬化剂(B)的总含量可为5重量%至25重量%,例如6重量%、8重量%、10重量%、12重量%、13重量%、15重量%、17重量%、18重量%、20重量%、22重量%或23重量%。
1.3.无机填料(C)
于本发明树脂组合物中,无机填料(C)具有特定的粒径分布。具体言之,无机填料(C)的D90/D10为2至40,例如3、5、7、12、15、18、20、22、25、27、30、32、35或38,且无机填料(C)的D99不大于30微米,例如28微米、25微米、22微米、20微米、18微米、15微米、12微米、10微米、8微米、5微米、3微米、1微米、0.5微米或0.1微米。当无机填料的粒径分布在指定范围内时,所制得的树脂组合物可具有低黏度,且树脂组合物固化后所得的材料可具有高Tg及高机械强度。于本发明的较佳实施方案中,无机填料(C)的D50为5微米至10微米,例如为5.5微米、6微米、6.5微米、7微米、7.5微米、8微米、8.5微米、9微米或9.5微米。当无机填料的D50在指定范围内时,树脂组合物可在维持低黏度的情况下进一步具有经改善的封装填充性。
考量到树脂组合物固化后所得的材料的机械性质,无机填料(C)较佳为实心的无机填料。
可用于本发明树脂组合物的无机填料包括但不限于二氧化硅、氧化铝、氧化钙、碳酸钙、二氧化钛、滑石粉、云母粉及氮化硼。前述各填料可单独使用,也可混合多种使用。于后附实施例中,使用二氧化硅与氧化铝。
此外,为增加无机填料(C)与树脂组合物其他成分之间的相容性及改善树脂组合物的可加工性,无机填料(C)可于添加至树脂组合物之前先以例如偶合剂进行表面改质。偶合剂的实例包括但不限于硅烷类偶合剂(silane coupling agent)、钛酸酯类偶合剂(titanate coupling agent)、锆酸酯类偶合剂(zirconate coupling agent)及聚硅氧烷类偶合剂(poly-siloxane coupling agent),且较佳可为硅烷类偶合剂。具体表面改质方法乃所属技术领域技术人员的一般技术,且非本发明技术重点所在,于此不加赘述。
商业上可购得的无机填料(C)包括可购自雅都玛(ADMATECHS)的SQ系列产品与SE系列产品、购自德山(TOKUYAMA)的EXCELICA系列产品、及购自电科(DENKA)的DAW系列产品。
于本发明树脂组合物中,以环氧树脂(A)、硬化剂(B)与无机填料(C)的总重量计,无机填料(C)的含量可为75重量%至95重量%,例如77重量%、78重量%、80重量%、82重量%、85重量%、88重量%、90重量%或93重量%。若无机填料(C)的含量低于指定范围,树脂组合物固化后所得的材料的机械强度可能不足。反之,若无机填料(C)的含量高于指定范围,可能使得树脂组合物的黏度过高,不利后续应用。
1.4.其他视需要的选用成分
于本发明树脂组合物中,可视需要进一步包含其他选用成分,例如下文将例举说明的催化剂及本领域现有的添加剂,以适应性改良树脂组合物在制造过程中的可加工性,或改良树脂组合物固化后的材料的物化性质。本领域现有的添加剂的实例包括但不限于阻燃剂、碳黑、色料、消泡剂、分散剂、黏度调节剂、触变剂(thixotropic agent)、调平剂(leveling agent)、偶合剂、脱模剂、防霉剂、稳定剂、抗氧剂及抗菌剂。
于本发明的部分实施方案中,树脂组合物进一步添加催化剂,以促进环氧官能基反应,并降低树脂组合物的固化反应温度。催化剂的种类并无特殊限制,只要其能促进环氧官能基开环并降低固化反应温度即可。合适的催化剂包括但不限于三级胺、咪唑类、有机膦化合物、脒类、锍盐类及前述的衍生物。各催化剂可单独使用,也可混合多种使用。于后附实施例中,使用有机膦化合物及锍盐类作为催化剂。
一般而言,以树脂组合物的总重量计,催化剂的含量可为0.05重量%至2重量%,例如0.07重量%、0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.5重量%、0.8重量%、1.0重量%、1.2重量%、1.5重量%、或1.8重量%,但本发明不以此为限,本发明所属技术领域普通技术人员可依据实际需要进行调整。
1.5.树脂组合物的制备
关于本发明树脂组合物的制备,可通过将树脂组合物各成分以搅拌器均匀混合并溶解或分散于溶剂中而制成清漆状的形式,供后续加工利用。所述溶剂可为任何可溶解或分散树脂组合物各成分、但不与这些成分反应的惰性溶剂,例如甲苯、γ-丁内酯、甲乙酮、环己酮、丁酮、丙酮、二甲苯、甲基异丁基酮、N,N-二甲基甲酰胺(N,N-dimethyl formamide,DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(N,N-dimethyl acetamide,DMAc)及N-甲基吡咯烷酮(N-methyl-pyrolidone,NMP)。
此外,如前文说明,本发明树脂组合物可不包含溶剂,以避免加热固化时因溶剂挥发而于固化后所得的材料中产生气泡、空隙等瑕疵,有利于作为封装材料的应用,更可符合低VOC(挥发性有机化合物,volatile organic compound)的环境要求。举例言之,可通过如下方式而制备不包含溶剂的本发明树脂组合物。首先,将树脂组合物各成分(包括液态环氧树脂(A)、液态硬化剂(B)及无机填料(C),但不包括催化剂)置入玻璃反应釜中,在密闭常压(sealed normal pressure)、25℃及1至2rpm的转速下混合3小时。接着,将催化剂加入反应釜中,在密闭常压、25℃及1至2rpm的转速下混合0.5小时,由此得到经预混合的树脂组合物。之后,将经预混合的树脂组合物置于三辊筒研磨机中,将第一滚轮的转速设定为0.5至1rpm并混合3次,由此得到呈半固化状态(B阶段,B-stage)的树脂组合物,供后续加工利用。
2.封装材料
本发明也提供一种由上述树脂组合物所提供的封装材料,其是通过固化如上述的树脂组合物所形成,也即树脂组合物完全固化(也被称为C阶段,C-stage)后所得的材料。树脂组合物的固化方式并无特殊限制,于本发明的部分实施方案中,通过加热的方式使树脂组合物固化。
本发明的封装材料具有高机械强度与耐候性(weatherability),可用于晶圆或其他半导体装置的封装,所述半导体装置的实例包括但不限于太阳能电池及有机发光二极体显示器。但本发明的封装材料并不限于上述封装用途,也可用于其他任何需要提供表面保护的物品的封装,如风力发电机叶片的封装。
3.实施例
3.1.测量方式说明
现以下列具体实施方案进一步例示说明本发明,其中,所采用的测量仪器及方法分别如下:
[填料的粒径分布测量]
利用雷射粒度分析仪(型号:Mastersizer 2000,购自马尔文(Malvern))来分析无机填料的粒径分布。于分析前先进行自动光学校正及背景校正至雷射遮蔽率(laserobscuration)为1%至5%。分析条件如下:筛网上的钢珠数量为40颗、测试样品的重量为5至10克、模式设定为Airflow、压力为2.0巴(bar)、进料速率设定为70%、测量次数为5次。二氧化硅的折射率设定为1.45,且氧化铝的折射率设定为1.768。
[黏度测量]
利用RST共轴圆筒流变仪(RST Coaxial Cylinder Rheometer,型号:RST-CC,购自博勒飞(Brookfield))来测量树脂组合物的黏度。循环水的温度设定为25±0.5℃。待树脂组合物回温至室温后,取适量树脂组合物填充至样品杯(型号:MB3-14F)中并将转针(型号:CCT-14)置入样品杯内,随后将样品杯置入流变仪,静置5分钟以使温度平衡。根据以下条件测量树脂组合物的黏度并取平均值:转速为3rpm、测量时间为3分钟、取样频率为1次/秒。
[曲折强度测试]
首先,将树脂组合物灌入模具中,在150℃下历经4小时的加热固化,由此获得长度为80毫米以上、宽度为10±0.5毫米、且厚度为4±0.2毫米的试片。之后,将试片置于拉力机(型号:HT-2402,购自弘达仪器)中,设定支点距离为64毫米且测试速度为2毫米/分钟(mm/min)。纪录试片断裂时的强度值,即为曲折强度。曲折强度的单位为“千克力/平方毫米(kgf/mm2)”。
[玻璃转移温度(Tg)]
首先,将树脂组合物灌入模具中,在150℃下历经4小时的加热固化,由此获得高度为2.8±0.2毫米、上宽度为4毫米、下宽度为5毫米、且长度为3±0.2毫米的试片。之后,利用热机械分析仪(型号:TMA-7,购自珀金埃尔默(Perkin-Elmer))来测量试片的Tg。测试条件如下:升温至250℃、升温速率为5℃/分钟、荷重为10克。计算方式如下:设定40至100℃的切线L1及200至240℃的切线L2,取切线L1与切线L2相交的交点所对应的温度作为封装材料的Tg。
[热膨胀系数测试]
首先,将树脂组合物灌入模具中,在150℃下历经4小时的加热固化,由此获得长度为2.8±0.2毫米、上宽度为4毫米、下宽度为5毫米、且厚度为3±0.2毫米的试片。之后,利用热机械分析仪(型号:TMA-7,购自珀金埃尔默)来测量试片的热膨胀系数。测试条件如下:升温至250℃、升温速率为5℃/分钟、荷重为10克。在低于Tg的温度下计算材料的热膨胀系数时所得到的热膨胀系数称为α1-CTE,而在高于Tg的温度下计算材料的热膨胀系数时所得到的热膨胀系数则称为α2-CTE。于本测试中,是在40℃至90℃的温度范围内计算封装材料的α1-CTE,且在200℃至240℃的温度范围内计算封装材料的α2-CTE。热膨胀系数的单位为ppm/℃。
[翘曲测试]
首先,清洁金属模具并将金属模具置于烘箱中,在100℃下进行10分钟以上的预热。模具的凹槽的直径为300毫米且高度为1.04毫米。接着,准备直径为300毫米且厚度为750微米的硅晶圆,标记晶圆的中心点,并将13.3毫升的树脂组合物涂覆至晶圆中心处。之后,取出经预热的模具并分离上下模,将下模置于水平的平台上,接着将晶圆放入下模中并放入离型纸(厚度:38微米),再放置上模使模具密合。将模具置入烘箱中,在120℃下烘烤20分钟后,将晶圆自模具取出并置于水平的玻璃平板上。使用厚薄规来测量晶圆周围的翘曲,其中将晶圆圆周平分为8等分并测量在8个等分点上的翘曲值,再将所测得的8个数值取平均值,即得到晶圆的翘曲值。
[空隙检测]
首先,将树脂组合物灌入模具中,模具的长度为10毫米以上、宽度为10毫米以上、高度为4毫米以上。使树脂组合物在150℃下历经4小时的加热固化成试片,并利用慢速精密切割机(型号:MINITOM,购自司特尔(STRUERS))将试片切割成10毫米×10毫米×4毫米的大小。接着,将试片置于两片20毫米×20毫米×5毫米的透明压克力板中并以快干胶进行冷埋,再以慢速精密切割机对准试片的中央位置,将压克力板与试片自中央切割成两块,得到具有剖面的样品。随后,依序以1000号CarbiMet砂纸及2000号CarbiMet砂纸对样品剖面分别研磨5分钟。之后,将样品置于抛光机的绒布转盘上,使用MasterPrep氧化铝最终抛光悬浮液(氧化铝粒径:0.05微米)来进行抛光,抛光时间为5分钟。利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)来观察抛光后的样品,观察范围为100微米×100微米,检测是否有长度或宽度为5微米以上的空隙。若空隙数量为0颗,表示通过空隙检测,记录为“OK”。若空隙数量有1颗以上,表示未通过空隙检测,纪录为“NG”。
3.2.实施例及比较例用的原物料资讯列表
表1:原物料资讯列表
Figure BDA0002056359030000151
Figure BDA0002056359030000161
3.3.树脂组合物的制备及性质测量
以表2-1至表2-4所示的比例配制实施例1至13及比较例1至7的树脂组合物。首先,将液态环氧树脂(A)、液态硬化剂(B)及无机填料(C)置入1公升的玻璃反应釜中,在密闭常压、25℃及1至2rpm的转速下混合3小时。接着,将催化剂加入反应釜中,在密闭常压、25℃及1至2rpm的转速下混合0.5小时,由此得到经预混合的树脂组合物。之后,将经预混合的树脂组合物置于三辊筒研磨机(型号:NR-84A,购自则武(NORITAKE))中,将第一滚轮的转速设定为0.5至1rpm并混合3次,由此得到各树脂组合物(B阶段)。
依照前文所记载的测量方法测量所使用填料的粒径分布以及实施例1至13与比较例1至7的树脂组合物的黏度,并将结果纪录于表2-1至表2-4中。
此外,依照前文所载测量方法测量实施例1至13与比较例1至7的树脂组合物固化物的曲折强度、Tg、α1-CTE、α2-CTE、及翘曲值,并将结果纪录于表3-1至表3-2中。
表2-1:实施例1至5的树脂组合物的组成及性质
Figure BDA0002056359030000171
表2-2:实施例6至9的树脂组合物的组成及性质
Figure BDA0002056359030000181
表2-3:实施例10至13的树脂组合物的组成及性质
Figure BDA0002056359030000191
表2-4:比较例1至7的树脂组合物的组成及性质
Figure BDA0002056359030000201
表3-1:实施例1至13的树脂组合物固化物的性质
Figure BDA0002056359030000211
表3-2:比较例1至7的树脂组合物固化物的性质
Figure BDA0002056359030000221
如表3-1所示,本发明树脂组合物具有合宜的黏度,且本发明树脂组合物经完全固化后的固化物具有较高的Tg、较高的曲折强度、较低的热膨胀系数、及较低的翘曲值,且无空隙缺陷。此即,由本发明树脂组合物所制得的封装材料可同时具有优异的机械强度及高Tg,且可显著减少或避免晶圆封装上的翘曲问题。尤其,实施例1至5、12及13显示,只要树脂组合物所包含的无机填料的粒径分布(即,D90/D10、D99、与D50)在指定范围内,即使所使用的无机填料的种类不同,树脂组合物均可具有合宜的黏度,且所制得的封装材料均能获致优异的机械强度及高Tg,且无空隙缺陷。实施例6至11显示,只要树脂组合物所包含的无机填料的粒径分布(即,D90/D10、D99、与D50)在指定范围内,即使所使用的环氧树脂、硬化剂及催化剂的种类不同,树脂组合物均可具有合宜的黏度,且所制得的封装材料均能获致优异的机械强度及高Tg,且无空隙缺陷。
相较之下,如表3-2所示,非本发明的树脂组合物经完全固化后所得的材料并无法同时具备高Tg、高曲折强度、低热膨胀系数及低翘曲值的特点,且存在空隙缺陷。尤其,比较例1至7显示,当无机填料的D90/D10、D99、与D50中有任意两者不在指定范围内时,树脂组合物无法具有适宜的黏度,且所制得的封装材料的机械强度及Tg不佳,翘曲表现差,且存在空隙缺陷。
3.4.无机填料的粒径分布于固化反应前后的变化情形
首先,将实施例1、4、及6至10的树脂组合物分别灌入模具(长:10毫米;宽:10毫米;高:4毫米)中,在150℃下历经4小时的加热固化,由此获得试片。之后,取15克的试片放置于陶瓷或白金坩埚中,在常压/空气状态下,加温至700℃并维持5小时,以去除试片中的有机物质。将剩余的无机填料(至少5克)以现有的研磨或粉碎方式分散至一次粒径,接着依照前文所记载的测量方法以雷射粒度分析仪分析无机填料的粒径分布,以确认填料的粒径分布于固化反应前后的变化,结果纪录于表4中。
表4:填料的粒径分布变化
Figure BDA0002056359030000231
如表4所示,取自树脂组合物固化物中的无机填料的粒径分布与添加至树脂组合物中的无机填料的粒径分布并无区别,此说明无机填料的粒径分布在固化反应前后并无实质变化。
上述实施例仅为例示性说明本发明的原理及其功效,并阐述本发明的技术特征,而非用于限制本发明的保护范畴。任何本领域技术人员在不违背本发明的技术原理及精神下,可轻易完成的改变或安排,均属本发明所主张的范围。因此,本发明的权利保护范围如权利要求书所列。

Claims (8)

1.一种树脂组合物,其特征在于,包含:
(A)环氧树脂;
(B)硬化剂;以及
(C)无机填料,其具有以下粒径分布:D90/D10为2至40, D99不大于30微米,且D50为5至10微米,
其中该无机填料(C)选自以下群组:二氧化硅、氧化铝、氧化钙、碳酸钙、二氧化钛、滑石粉、云母粉、氮化硼及其组合。
2.如权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于,其中该无机填料(C)为实心填料。
3.如权利要求1或2所述的树脂组合物,其特征在于,其不含溶剂,且该环氧树脂(A)于常温常压下为液态。
4.如权利要求1或2所述的树脂组合物,其特征在于,其中该环氧树脂(A)选自以下群组:苯酚系环氧树脂、甲酚系环氧树脂、萘系环氧树脂、双酚系环氧树脂、脂环系环氧树脂及其组合。
5.如权利要求1或2所述的树脂组合物,其特征在于,其中该硬化剂(B)选自以下群组:酸酐类、酰亚胺系化合物、含胺基的化合物、含羟基的化合物及其组合。
6.如权利要求1或2所述的树脂组合物,其特征在于,其中以该环氧树脂(A)、该硬化剂(B)与该无机填料(C)的总重量计,该环氧树脂(A)与该硬化剂(B)的总含量为5至25重量%,且该无机填料(C)的含量为75至95重量%。
7.一种封装材料,其特征在于,其通过固化如权利要求1至6中任一项所述的树脂组合物所形成。
8.如权利要求7所述的封装材料,其特征在于,其具有不小于135℃的玻璃转移温度。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11286386B1 (en) 2021-01-15 2022-03-29 Wuhan Choice Technology Co., Ltd. Circuit build-up film for wafer-level packaging, and fabrication method and use thereof
CN112375340B (zh) * 2021-01-15 2021-03-26 武汉市三选科技有限公司 晶圆级封装密封用电路积层膜、其制备方法及应用
CN113637291A (zh) * 2021-08-20 2021-11-12 广东四会互感器厂有限公司 一种低收缩环氧树脂其制备方法及应用
CN113583386A (zh) * 2021-08-20 2021-11-02 广东四会互感器厂有限公司 一种封闭式组合电器用环氧树脂及其制备方法
WO2023171228A1 (ja) * 2022-03-09 2023-09-14 日本板硝子株式会社 フレーク状基材及び樹脂組成物
CN116694275B (zh) * 2023-04-26 2024-03-08 湖北三选科技有限公司 一种液体环氧塑封料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013127034A (ja) * 2011-12-19 2013-06-27 Nitto Denko Corp シート状電子部品封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた電子部品装置
CN103665756A (zh) * 2012-09-10 2014-03-26 台燿科技股份有限公司 树脂组合物及其应用
CN107663374A (zh) * 2016-07-29 2018-02-06 台燿科技股份有限公司 树脂组合物、半硬化片及积层板

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2853550B2 (ja) * 1994-01-25 1999-02-03 松下電工株式会社 エポキシ樹脂組成物及びその製造方法及びそれを用いた半導体装置
JP3375835B2 (ja) * 1996-10-28 2003-02-10 住友ベークライト株式会社 液状封止樹脂組成物及びこの液状封止樹脂組成物を用いた半導体製品
JPH10182947A (ja) * 1996-12-24 1998-07-07 Matsushita Electric Works Ltd 封止材用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置
JPH1160914A (ja) * 1997-08-26 1999-03-05 Matsushita Electric Works Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
KR100479858B1 (ko) * 2001-12-28 2005-03-30 제일모직주식회사 반도체 소자 밀봉용 액상 에폭시 수지 조성물
TWI281924B (en) * 2003-04-07 2007-06-01 Hitachi Chemical Co Ltd Epoxy resin molding material for sealing use and semiconductor device
JP4314912B2 (ja) * 2003-08-26 2009-08-19 パナソニック電工株式会社 シリカの精製方法
SG141222A1 (en) * 2003-12-04 2008-04-28 Sumitomo Bakelite Singapore Pt Semiconductor devices containing epoxy moulding compositions and the compositions per se
JP4079125B2 (ja) * 2004-06-25 2008-04-23 松下電工株式会社 エポキシ樹脂組成物並びに半導体装置及びその製造方法
KR101095225B1 (ko) * 2009-04-23 2011-12-20 삼성전기주식회사 인쇄회로기판용 수지 조성물 및 이를 이용한 인쇄회로기판
JP5696302B2 (ja) * 2009-09-25 2015-04-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 インターポーザ用の金属張積層板とそれを用いた半導体パッケージ
KR101321302B1 (ko) * 2011-11-15 2013-10-28 삼성전기주식회사 인쇄회로기판 형성용 에폭시 수지 조성물, 이로 제조된 인쇄회로기판, 및 상기 인쇄회로기판의 제조 방법
JP5716698B2 (ja) * 2012-03-21 2015-05-13 Tdk株式会社 樹脂シート、積層板及びプリント配線板
KR102196061B1 (ko) * 2013-08-06 2020-12-30 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드 폴리이미드 수지조성물 및 폴리이미드 수지-섬유복합재
JP6300020B2 (ja) * 2014-06-16 2018-03-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 プリント配線板用樹脂組成物、プリント配線板用プリプレグ、積層板、金属張積層板、プリント配線板、及び酸化マグネシウム
CN106471035B (zh) * 2014-07-02 2019-04-16 Dic株式会社 电子材料用环氧树脂组合物、其固化物及电子构件
CN104558689B (zh) * 2014-12-26 2017-08-29 广东生益科技股份有限公司 一种填料组合物及其应用
TWI580730B (zh) * 2015-04-10 2017-05-01 台燿科技股份有限公司 樹脂組合物及其應用
JP6675155B2 (ja) * 2015-05-20 2020-04-01 京セラ株式会社 半導体用ダイアタッチペースト及び半導体装置
JP2015180760A (ja) * 2015-07-22 2015-10-15 日立化成株式会社 液状エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置
US20180327595A1 (en) * 2015-11-18 2018-11-15 Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. Epoxy resin composition, method for producing same, and use of composition
CN106519581B (zh) * 2016-11-29 2018-11-02 华中科技大学 一种高导热低粘度环氧树脂复合材料及其制备方法和应用
KR102097798B1 (ko) * 2017-01-06 2020-04-06 삼성에스디아이 주식회사 과립상 반도체 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용하여 밀봉된 반도체 장치
JP6832193B2 (ja) * 2017-02-27 2021-02-24 京セラ株式会社 樹脂組成物および樹脂封止型半導体装置
JP7075033B2 (ja) * 2017-08-29 2022-05-25 日本電気硝子株式会社 フィラー粉末の製造方法
KR102126049B1 (ko) * 2017-09-22 2020-06-23 삼성에스디아이 주식회사 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물, 이를 이용한 반도체 소자 밀봉 방법 및 반도체 소자
JP7401961B2 (ja) * 2017-11-10 2023-12-20 住友ベークライト株式会社 熱硬化性樹脂組成物、回路基板、及び、回路基板の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013127034A (ja) * 2011-12-19 2013-06-27 Nitto Denko Corp シート状電子部品封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた電子部品装置
CN103665756A (zh) * 2012-09-10 2014-03-26 台燿科技股份有限公司 树脂组合物及其应用
CN107663374A (zh) * 2016-07-29 2018-02-06 台燿科技股份有限公司 树脂组合物、半硬化片及积层板

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
氧化铝/环氧树脂复合材料的制备及散热性能研究;吴聪;都怡佩;沈意斌;汤玉斐;赵康;;化工新型材料(第08期);全文 *

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