CN116606528A - 一种用于宽禁带半导体封装的增韧改性环氧树脂高聚物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种用于宽禁带半导体封装的增韧改性环氧树脂高聚物及其制备方法，包括A组分和B组分混合而成；A组分由以下重量份的组分制得60份AG‑80、40份E51、T12催化剂0.11份、消泡剂1.1份、7.46份多元醇、2份硅烷偶联剂组成；B组分由重量份2.24份异氰酸酯组成；多元醇选自聚丙二醇PPG、聚乙二醇PEG、聚四氢呋喃醚PTMG中的一种，异氰酸酯由芳香族异氰酸酯MDI、TDI、HMDI和脂肪族异氰酸酯HDI、IPDI中的一种组成。本发明的环氧树脂在保证力学性能的情况下，提高环氧树脂耐高低温性能。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种用于宽禁带半导体封装的增韧改性环氧树脂高聚物及其制备方法。
背景技术
宽禁带半导体材料碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为主的第三代半导体，具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率、可承受大功率等特点。其在运行中会产生大量的热量，若热量不能及时散发，则有很大可能降低电子元器件的可靠性及使用寿命。开发导热性、电绝缘性及热稳定性好，综合性能优良的电子封装材料是实现电子元器件散热、推进行业高质量发展的关键所在。
传统的陶瓷封装、金属基封装材料等传统的电子封装材料虽具备高导热、机械强度高的特点，但由于其加工复杂、粘接性差、抗腐蚀性差，因此限制了其在精密电子元件领域的发展。而环氧导热封装材料的可靠程度与金属、陶瓷相当，且成型工艺简单，具有明显的价格优势，因此成为目前主流的封装材料，目前已广泛应用于航空航天、生活电器、汽车制造、电子电器封装等领域。
但现有的环氧树脂高聚物存在耐高低温性能差、抗冲击性差，CTE(热膨胀系数)高的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于宽禁带半导体封装的增韧改性环氧树脂高聚物及其制备方法，以解决环氧树脂高聚物耐高低温性能差，抗冲击性差，CTE（热膨胀系数）高的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于宽禁带半导体器件封装的增韧改性环氧树脂高聚物及其制备方法，包括A组分和B组分混合而成；
所述A组分由以下组分的重量份组成，60份AG-80、40份E51、T12催化剂0.11份、消泡剂1.1份、7.46份多元醇、2份硅烷偶联剂组成；
所述B组分由重量份2.24份异氰酸酯组成；
进一步地，所述多元醇选自聚丙二醇PPG、聚乙二醇PEG、聚四氢呋喃醚PTMG中的一种。
进一步地，所述异氰酸酯由芳香族异氰酸酯MDI、TDI、HMDI或脂肪族异氰酸酯HDI、IPDI中的一种组成；
进一步地，所述增韧改性环氧树脂高聚物的封装工艺方法包括以下步骤：
步骤S1:将环氧树脂高聚物的A组分和B组分分别在60℃的环境中存放60min后按比例混合均匀；
步骤S2:在低于1100Pa的负压下对混合后的增韧改性环氧树脂高聚物快速脱泡10min后缓慢倒入预备好的模块中；
步骤S3:在低于1100Pa的负压下快速脱泡5min后，泄压恢复常压，再在低于1100Pa的真空下快速脱泡，待模块边缘无明显气泡鼓出即可停止。
进一步地，所述硅烷偶联剂具有式（I）的化学结构式：
（I）。
进一步地，式（I）化学结构式中n=3。
进一步地，A组分还包括Al2O3，AlN，SiO2中的一种，含量为60份重量份，其中Al2O3、AlN和SiO2的粒径为5μm和80μm中的一种。
进一步地，A组分中包括40份重量份Al2O3，4份重量份AlN，16份重量份SiO2,其中Al2O3、AlN和SiO2的粒径为5μm和80μm中的一种。
本发明还提供了一种所述增韧改性环氧树脂高聚物的制备方法，包括如下步骤：A组分由以下重量份的组分制得：60份AG-80和40份E51加热至80℃后，搅拌600r/min，时间为2h，再加入PTMG7.46份，T12催化剂0.11份，消泡剂1.1份，2份硅烷偶联剂，加入重量份40份的Al2O3，重量份4份AlN，重量份16份SiO2，维持温度为80℃，继续反应2h，并进行超声振动。B组分由如下重量份的组分组成：重量份2.24份IPDI。其中，Al2O3，AlN，SiO2的粒径为5μm。封装时，将组分A组分和B组分混合均匀即可。
本发明公开了以下技术效果：
（1）本发明选用E51和Ag-80作为环氧基体，使用聚氨酯与有机硅齐聚物作为增韧剂，提高环氧树脂高聚物抗冲击性能，同时在保证力学性能的情况下，提高环氧树脂高聚物耐高低温性能，防潮性。
（2）以改性环氧树脂为基体，选取不同粒径的SiO2、Al2O3、AlN作为填料制备环氧树脂高聚物，探究不同粒径的变化和不同体积分数对环氧树脂高聚物导热性能、CTE（膨胀系数），力学性能等的影响，用硅烷偶联剂对三种填料进行表面改性，使填料与环氧树脂基体更好地相容，有效降低封装界面结合力，增大填料的分散性和环氧树脂高聚物的可流动性。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“ 包含”、“ 包括”、“ 具有”、“ 含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
以下实施例中所指出的“份”，均为重量份。
部分实施例中，MDI为二苯基甲烷二异氰酸酯、HDI为六亚甲基二异氰酸酯、TDI为甲苯二异氰酸酯、HMDI为4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，IPDI为异佛尔酮二异氰酸酯；PPG为聚丙二醇、PEG为聚乙二醇、PTMG为聚四氢呋喃醚。消泡剂为市售常用产品。
实施例1
一种用于宽禁带半导体封装的增韧改性环氧树脂高聚物，A组分由以下重量份的组分制得：
60份AG-80和40份E51加热至80℃后，搅拌600r/min，时间为2h，再加入PPG7.46份，T12催化剂0.11份，消泡剂1.1份，2份硅烷偶联剂，维持温度为80℃，继续反应2h，并进行超声振动。
B组分由如下重量份的组分组成：2.24份MDI。
灌封时，将组分A组分和B组分混合均匀即可。
所述硅烷偶联剂为分子式(I)的结构，其中n为1~3：
（I）。
实施例2
将实施例1中的MDI用HDI替代，其余成分及反应步骤不变。
具体地，A组分由以下重量份的组分制得：
60份AG-80和40份E51加热至80℃后，搅拌600r/min，时间为2h，再加入PPG7.46份，T12催化剂0.11份，消泡剂1.1份，2份硅烷偶联剂，维持温度为80℃，继续反应2h，并进行超声振动。
B组分由以下重量份的组分组成：2.24份HDI。
封装时，将组分A组分和B组分混合均匀即可。
实施例3
将实施例1中的MDI用IPDI替代，其余成分及反应步骤不变。
具体地，A组分由以下重量份的组分制得：60份AG-80和40份E51加热至80℃后，搅拌600r/min，时间为2h，再加入PPG7.46份，T12催化剂0.11份，消泡剂1.1份，2份硅烷偶联剂，维持温度为80℃，继续反应2h，并进行超声振动。
B组分由如下重量份的组分组成：2.24份IPDI。
封装时，将组分A组分和B组分混合均匀即可。
实施例4
将实施例1中的MDI用TDI替代，其余成分及反应步骤不变。
具体地，A组分由以下重量份的组分制得：60份AG-80和40份E51加热至80℃后，搅拌600r/min，时间为2h，再加入PPG7.46份，T12催化剂0.11份，消泡剂1.1份，2份硅烷偶联剂，维持温度为80℃，继续反应2h，并进行超声振动。
B组分由如下重量份的组分组成：2.24份TDI。
封装时，将组分A组分和B组分混合均匀即可。
实施例5
将实施例1中的MDI用HMDI替代，其余成分及反应步骤不变。
具体地，A组分由以下重量份的组分制得：60份AG-80和40份E51加热至80℃后，搅拌600r/min，时间为2h，再加入PPG7.46份，T12催化剂0.11份，消泡剂1.1份，2份硅烷偶联剂，维持温度为80℃，继续反应2h，并进行超声振动。
B组分由如下重量份的组分组成：2.24份HMDI。
封装时，将组分A组分和B组分混合均匀即可。
表1实施例1-5性能测试
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| 冲击强度/KJ/m2 | 26 | 32 | 35 | 22 | 25 |
芳香族异氰酸酯中（包括MDI、TDI、HMDI）主链为苯环结构，苯环刚性较强，应力传递效果劣于柔性脂肪族异氰酸酯（包括HDI和IPDI）长链结构，故其增韧效果不如脂肪族异氰酸酯。
实施例6
在实施例3的基础上，将PPG替换为PEG。
具体地，A组分由以下重量份的组分制得：60份AG-80和40份E51加热至80℃后，搅拌600r/min，时间为2h，再加入PEG 7.46份，T12催化剂0.11份，消泡剂1.1份，2份硅烷偶联剂，维持温度为80℃，继续反应2h，并进行超声振动。
B组分由如下重量份的组分组成：2.24份IPDI。
封装时，将组分A组分和B组分混合均匀即可。
实施例7
在实施例3的基础上，将PPG替换为PTMG。
具体地，A组分由以下重量份的组分制得：60份AG-80和40份E51加热至80℃后，搅拌600r/min，时间为2h，再加入PTMG 7.46份，T12催化剂0.11份，消泡剂1.1份，2份硅烷偶联剂，维持温度为80℃，继续反应2h，并进行超声振动。
B组分由如下重量份的组分组成：2.24份IPDI。
灌封时，将组分A组分和B组分混合均匀即可。
表2 不同种类多元醇增韧环氧树脂高聚物增韧效果测试
| 实施例1 | 实施例6 | 实施例 7 | |
| 冲击强度/KJ/m2 | 26 | 38 | 40 |
由上述实验数据可以看出，实施例6中PEG实施例7中PTMG中增韧效果较好，推测是因为单体中没有支链结构，而PPG中具有一个甲基的支链结构，影响了环氧树脂高聚物的空间结构。
实施例8
在实施例7的基础上，加入重量份60份的Al2O3，其余成分不变。
具体地，A组分由以下重量份的组分制得：60份AG-80和40份E51加热至80℃后，搅拌600r/min，时间为2h，再加入PTMG7.46份，T12催化剂0.11份，消泡剂1.1份，2份硅烷偶联剂，60份Al2O3，维持温度为80℃，继续反应2h，并进行超声振动。
其中，Al2O3的粒径为5μm。
B组分由如下重量份的组分组成：2.24份IPDI。
封装时，将组分A组分和B组分混合均匀即可。
实施例9
在实施例7的基础上，加入重量份60份的AlN，其余成分不变。
具体地，A组分由以下重量份的组分制得：60份AG-80和40份E51加热至80℃后，搅拌600r/min，时间为2h，再加入PTMG7.46份，T12催化剂0.11份，消泡剂1.1份，2份硅烷偶联剂，60份AlN，维持温度为80℃，继续反应2h，并进行超声振动。
B组分由如下重量份的组分组成：2.24份IPDI。
封装时，将组分A组分和B组分混合均匀即可。
其中，AlN的粒径为5μm。
实施例10
在实施例7的基础上，加入重量份60份的SiO2，其余成分不变。
具体地，A组分由以下重量份的组分制得：
60份AG-80和40份E51加热至80℃后，搅拌600r/min，时间为2h，再加入PTMG7.46份，T12催化剂0.11份，消泡剂1.1份，2份硅烷偶联剂，60份的纳米SiO2，维持温度为80℃，继续反应2h，并进行超声振动。
B组分由如下重量份的组分组成：2.24份IPDI。
其中，SiO2的粒径为5μm。
封装时，将组分A组分和B组分混合均匀即可。
实施例11
在实施例7的基础上，加入重量份40份的Al2O3，4份AlN，16份SiO2，其余成分不变。
具体地，A组分由以下重量份的组分制得：
60份AG-80和40份E51加热至80℃后，搅拌600r/min，时间为2h，再加入PTMG7.46份，T12催化剂0.11份，消泡剂1.1份，2份硅烷偶联剂，加入重量份40份的Al2O3，4份AlN，16份SiO2，维持温度为80℃，继续反应2h，并进行超声振动。
B组分由如下重量份的组分组成：2.24份IPDI。
其中，Al2O3，AlN，SiO2的粒径为5μm。
封装时，将组分A组分和B组分混合均匀即可。
实施例12
将Al2O3的粒径调整为80μm，其余与实施例8中相同。
实施例13
将AlN的粒径调整为80μm。其余与实施例9中相同。
实施例14
将SiO2的粒径调整为80μm。其余与实施例10中相同。
实施例15
将Al2O3的粒径调整为80μm，AlN的粒径调整为80μm，SiO2的粒径调整为80μm，其余与实施例11中相同。
其中冷热冲击实验使实验材料在-55℃-100℃进行高低温测试，统计出现裂缝时所需要的冲击次数，如12次表示材料在经过12次-55℃~100℃的温度变化后出现裂缝。
表3不同组分增韧环氧树脂高聚物增韧效果测试
| 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | 实施例15 | |
| 冲击强度/KJ/m2 | 45 | 48 | 49 | 56 | 37 | 40 | 42 | 46 |
| 热膨胀系数（23-80℃）/10-5/k | 36 | 38 | 37 | 25 | 46 | 44 | 47 | 40 |
| （-55-100℃），冷热冲击/次 | 12 | 16 | 14 | 20 | 11 | 12 | 12 | 14 |
由上表可知，当控制Al2O3、AlN和SiO2的粒径为5μm时比粒径为80μm时，具有更好的冲击强度，更低的热膨胀系数和更好的耐冷热冲击性能。推测原因可能是5μm的粒径与所选择的硅氧偶联剂链的长度更适配。
实施例16
将实施例11中的硅烷偶联剂替代为分子式(I)的结构，其中n＞3，其余组分不变。
（I）。
实施例17
将实施例15中的硅烷偶联剂替代为分子式(I)的结构，其中n＞3，其余组分不变。
（I）。
表4 不同组分增韧环氧树脂高聚物增韧效果测试
| 实施例11 | 实施例15 | 实施例16（n-5） | 实施例16（n=7） | 实施例17（n=5） | 实施例17（n=7） | |
| 冲击强度/KJ/m2 | 56 | 46 | 48 | 46 | 46 | 47 |
| 热膨胀系数（23-80℃）/10-5/k | 25 | 40 | 25 | 25 | 42 | 41 |
| （-55-100℃），冷热冲击/次 | 20 | 14 | 18 | 17 | 15 | 17 |
从表4中可以看出，当Al2O3的粒径为5μm，AlN的粒径为5μm，SiO2的粒径为5μm时，随着硅烷偶联剂中乙醚基的数量增加，冲击强度逐渐减少。但当Al2O3的粒径为80μm，AlN的粒径为80μm，SiO2的粒径为80μm时，随着硅烷偶联剂中乙醚基的数量增加，冲击强度和冷热冲击次数略有增加，但变化不大。可见，硅烷偶联剂中乙醚基的数量和Al2O3、AlN、SiO2的粒径需要相匹配，共同对冲击强度和冷热冲击次数造成影响。
实施例18
采用实施例11中制备的增韧改性环氧树脂高聚物，对宽禁带半导体电子元件氮化镓进行封装，包括以下步骤：
步骤S1:将增韧改性环氧树脂高聚物的A组分和B组分分别在60℃的环境中存放60min后按比例混合均匀；
步骤S2:在低于1100Pa的负压下对混合后的环氧树脂高聚物快速脱泡10 min后缓慢倒入预备好的含有氮化镓元件的模块中；
步骤S3:在低于1100Pa的负压下快速脱泡5min后，泄压恢复常压，再在低于1100Pa的真空下快速脱泡，待模块边缘无明显气泡鼓出即可停止。
使用本实施例的方法，所封装的氮化镓元件无气泡，将封装后的氮化镓元件进行性能测试，冲击强度54KJ/m2，热膨胀系数为25*10-5/k，冷热冲击19次。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种用于宽禁带半导体封装的增韧改性环氧树脂高聚物，其特征在于，包括A组分和B组分混合而成；
所述A组分由以下重量份的组分制得：60份AG-80、40份E51、T12催化剂0.11份、消泡剂1.1份、7.46份多元醇、2份硅烷偶联剂；
所述B组分由以下重量份的组分制得：2.24份异氰酸酯；
所述多元醇选自聚丙二醇PPG、聚乙二醇PEG、聚四氢呋喃醚PTMG中的一种；
所述异氰酸酯由芳香族异氰酸酯MDI、TDI、HMDI或脂肪族异氰酸酯HDI、IPDI中的一种组成；
所述环氧树脂高聚物的使用方法包括以下步骤：
步骤S1:将环氧树脂高聚物的A组分和B组分分别在60℃的环境中存放60min后按比例混合均匀；
步骤S2:在低于1100Pa的负压下对混合后的环氧树脂高聚物快速脱泡10 min后缓慢倒入预备好的模块中；
步骤S3:在低于1100Pa的负压下快速脱泡5min后，泄压恢复常压，再在低于1100Pa的真空下快速脱泡，待模块边缘无明显气泡鼓出即可停止。
2.按权利要求1所述的增韧改性环氧树脂高聚物，其特征在于：所述硅烷偶联剂具有式（I）的化学结构式：
（I）。
3.按权利要求2所述的增韧改性环氧树脂高聚物，其特征在于：式（I）化学结构式中n=3。
4.按权利要求1~3中任一项所述的增韧改性环氧树脂高聚物，其特征在于：所述A组分还包括Al2O3，AlN，SiO2中的一种，含量为60份，其中Al2O3、AlN和SiO2的粒径为5μm和80μm中的一种。
5.按权利要求4所述的增韧改性环氧树脂高聚物，其特征在于，所述A组分中包括40份Al2O3，4份AlN，16份SiO2,其中Al2O3、AlN和SiO2的粒径为5μm和80μm中的一种。
6.按权利要求5所述的增韧改性环氧树脂高聚物，其特征在于，B组分由脂肪族异氰酸酯HDI、IPDI中的一种组成。
7.按权利要求6所述的增韧改性环氧树脂高聚物，其特征在于，多元醇选自聚四氢呋喃醚PTMG。
8.一种用于宽禁带半导体封装的增韧改性环氧树脂高聚物的制备方法，其特征在于，A组分由以下重量份的组分制得：
60份AG-80和40份E51加热至80℃后，搅拌600r/min，时间为2h，再加入PTMG7.46份，T12催化剂0.11份，消泡剂1.1份，2份硅烷偶联剂，加入重量份40份的Al2O3，4份AlN，16份SiO2，维持温度为80℃，继续反应2h，并进行超声振动；
B组分由如下重量份的组分组成：2.24份IPDI；
其中，Al2O3，AlN，SiO2的粒径为5μm；
封装时，将组分A组分和B组分混合均匀即可。
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Citations (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61223024A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-03 | Fujitsu Ltd | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
| JPH03296524A (ja) * | 1990-04-17 | 1991-12-27 | Shin Etsu Chem Co Ltd | エポキシ樹脂組成物 |
| JP2001214039A (ja) * | 2000-02-07 | 2001-08-07 | Toshiba Chem Corp | エポキシ樹脂組成物および半導体封止装置 |
| JP2003277584A (ja) * | 2002-03-25 | 2003-10-02 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物の製造方法及び半導体装置 |
| JP2003277479A (ja) * | 2002-03-22 | 2003-10-02 | Sanyu Rec Co Ltd | Ｌｅｄベアチップ搭載用基板の製造方法及び樹脂組成物 |
| KR20040061570A (ko) * | 2002-12-31 | 2004-07-07 | 제일모직주식회사 | 반도체 봉지용 액상 에폭시 수지 조성물 |
| US20040188676A1 (en) * | 2003-03-28 | 2004-09-30 | Hironori Osuga | Epoxy resin composition and semiconductor apparatus |
| JP2005247890A (ja) * | 2004-03-01 | 2005-09-15 | Hitachi Chem Co Ltd | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 |
| KR20060077959A (ko) * | 2004-12-30 | 2006-07-05 | 제일모직주식회사 | 반도체 소자 언더필용 에폭시 수지 조성물 |
| JP2008069238A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Tatsuta System Electronics Kk | 熱伝導性ペースト |
| CN101343399A (zh) * | 2008-09-02 | 2009-01-14 | 中南大学 | 混杂填料填充的聚氨酯改性环氧树脂灌封材料及制备方法 |
| CN102061060A (zh) * | 2010-11-26 | 2011-05-18 | 烟台德邦电子材料有限公司 | 一种高可靠性智能卡包封胶及其制备方法 |
| CN103003357A (zh) * | 2010-09-03 | 2013-03-27 | 株式会社大赛璐 | 热固性环氧树脂组合物及其用途 |
| CN103408904A (zh) * | 2013-07-04 | 2013-11-27 | 东莞上海大学纳米技术研究院 | 改性纳米二氧化硅填充环氧树脂组合物、制备方法及制品 |
| CN104974475A (zh) * | 2015-07-15 | 2015-10-14 | 龚灿锋 | 一种计算机用芯片封装材料 |
| JP2015209477A (ja) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | 東レ株式会社 | 半導体実装用樹脂組成物およびそれからなる半導体実装用樹脂組成物シートならびにそれらを用いた半導体装置およびその製造方法 |
| CN105419247A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-03-23 | 安徽律正科技信息服务有限公司 | 一种计算机用芯片封装材料 |
| CN106674892A (zh) * | 2015-11-09 | 2017-05-17 | 北京首科化微电子有限公司 | 用于全包封半导体器件的高导热型环氧树脂组合物 |
| US20170287866A1 (en) * | 2014-10-14 | 2017-10-05 | Mitsubishi Chemical Corporation | Interlayer filler composition for semiconductor device and method for producing semiconductor device |
| CN107603151A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-01-19 | 张峰 | 一种屏蔽辐射、高硬度的封装材料及其制备方法和应用 |
| WO2018181686A1 (ja) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | 太陽インキ製造株式会社 | 反り矯正材およびファンアウト型ウェハレベルパッケージの製造方法 |
| CN108690459A (zh) * | 2017-03-29 | 2018-10-23 | 味之素株式会社 | 树脂组合物 |
| JP2020088055A (ja) * | 2018-11-20 | 2020-06-04 | 住友ベークライト株式会社 | モールドアンダーフィル材料および電子装置 |
| CN111394047A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-07-10 | 苏州金枪新材料股份有限公司 | 一种有机硅改性环氧聚氨酯粘接型密封胶及其制备方法 |
| JP2021195451A (ja) * | 2020-06-15 | 2021-12-27 | 信越化学工業株式会社 | エポキシ樹脂組成物 |
| CN115181275A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-10-14 | 山东共聚有机硅技术研究院有限公司 | 发泡聚醚硅油及其制备方法和含该发泡聚醚硅油和玻尿酸的免洗酒精洗手液及其制备方法 |
-
2023
- 2023-07-18 CN CN202310881336.2A patent/CN116606528B/zh active Active
Patent Citations (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61223024A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-03 | Fujitsu Ltd | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
| JPH03296524A (ja) * | 1990-04-17 | 1991-12-27 | Shin Etsu Chem Co Ltd | エポキシ樹脂組成物 |
| JP2001214039A (ja) * | 2000-02-07 | 2001-08-07 | Toshiba Chem Corp | エポキシ樹脂組成物および半導体封止装置 |
| JP2003277479A (ja) * | 2002-03-22 | 2003-10-02 | Sanyu Rec Co Ltd | Ｌｅｄベアチップ搭載用基板の製造方法及び樹脂組成物 |
| JP2003277584A (ja) * | 2002-03-25 | 2003-10-02 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物の製造方法及び半導体装置 |
| KR20040061570A (ko) * | 2002-12-31 | 2004-07-07 | 제일모직주식회사 | 반도체 봉지용 액상 에폭시 수지 조성물 |
| US20040188676A1 (en) * | 2003-03-28 | 2004-09-30 | Hironori Osuga | Epoxy resin composition and semiconductor apparatus |
| JP2005247890A (ja) * | 2004-03-01 | 2005-09-15 | Hitachi Chem Co Ltd | 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置 |
| KR20060077959A (ko) * | 2004-12-30 | 2006-07-05 | 제일모직주식회사 | 반도체 소자 언더필용 에폭시 수지 조성물 |
| JP2008069238A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Tatsuta System Electronics Kk | 熱伝導性ペースト |
| CN101343399A (zh) * | 2008-09-02 | 2009-01-14 | 中南大学 | 混杂填料填充的聚氨酯改性环氧树脂灌封材料及制备方法 |
| CN103003357A (zh) * | 2010-09-03 | 2013-03-27 | 株式会社大赛璐 | 热固性环氧树脂组合物及其用途 |
| CN102061060A (zh) * | 2010-11-26 | 2011-05-18 | 烟台德邦电子材料有限公司 | 一种高可靠性智能卡包封胶及其制备方法 |
| CN103408904A (zh) * | 2013-07-04 | 2013-11-27 | 东莞上海大学纳米技术研究院 | 改性纳米二氧化硅填充环氧树脂组合物、制备方法及制品 |
| JP2015209477A (ja) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | 東レ株式会社 | 半導体実装用樹脂組成物およびそれからなる半導体実装用樹脂組成物シートならびにそれらを用いた半導体装置およびその製造方法 |
| US20170287866A1 (en) * | 2014-10-14 | 2017-10-05 | Mitsubishi Chemical Corporation | Interlayer filler composition for semiconductor device and method for producing semiconductor device |
| CN104974475A (zh) * | 2015-07-15 | 2015-10-14 | 龚灿锋 | 一种计算机用芯片封装材料 |
| CN106674892A (zh) * | 2015-11-09 | 2017-05-17 | 北京首科化微电子有限公司 | 用于全包封半导体器件的高导热型环氧树脂组合物 |
| CN105419247A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-03-23 | 安徽律正科技信息服务有限公司 | 一种计算机用芯片封装材料 |
| WO2018181686A1 (ja) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | 太陽インキ製造株式会社 | 反り矯正材およびファンアウト型ウェハレベルパッケージの製造方法 |
| CN108690459A (zh) * | 2017-03-29 | 2018-10-23 | 味之素株式会社 | 树脂组合物 |
| CN107603151A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-01-19 | 张峰 | 一种屏蔽辐射、高硬度的封装材料及其制备方法和应用 |
| JP2020088055A (ja) * | 2018-11-20 | 2020-06-04 | 住友ベークライト株式会社 | モールドアンダーフィル材料および電子装置 |
| CN111394047A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-07-10 | 苏州金枪新材料股份有限公司 | 一种有机硅改性环氧聚氨酯粘接型密封胶及其制备方法 |
| JP2021195451A (ja) * | 2020-06-15 | 2021-12-27 | 信越化学工業株式会社 | エポキシ樹脂組成物 |
| CN115181275A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-10-14 | 山东共聚有机硅技术研究院有限公司 | 发泡聚醚硅油及其制备方法和含该发泡聚醚硅油和玻尿酸的免洗酒精洗手液及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 段广宇: "聚间苯二甲酰间苯二胺导热复合材料的制备及其性能研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》, vol. 1, no. 5, pages 020 - 171 * |
| 谢木香: "复合用陶瓷微粉的特性及其应用", 《硅酸盐通报》, no. 5, pages 21 - 27 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116606528B (zh) | 2023-09-29 |
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