CN116970360A - 环氧树脂电子封装材料及用其包封的电子元器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环氧树脂电子封装材料及用其包封的电子元器件。环氧树脂电子封装材料包括以下重量百分比的组分：8‑20%的环氧树脂；7‑20%的固化剂；60‑85%的无机填料；0.05‑1%的催化剂；0‑5%的添加剂。按照本发明组分制备的环氧树脂电子封装材料粘结力较低，适用于性能要求较低的电子元器件的封装制程中，具有高操作性，可以提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子封装材料，特别是涉及一种环氧树脂电子封装材料及用其包封的电子元器件。
背景技术
环氧树脂作为电子元器件封装材料，可以应用于电子元器件的封装制程中。环氧树脂电子封装材料具有高粘接力特性，在封装制程中经常会产生粘连框架及翘曲的现象，给操生产带来不便，影响生产效率。
然而，对于一些性能要求低的电子器件，其对分层和可靠性要求不高，因此可以通过降低环氧树脂电子封装材料的粘结力的方式，来避免在封装制程中因粘结力过高而产生的粘连框架及翘曲现象的问题，以此来提高生产效率、降低生产成本。
故，亟待开发实用、性价比高、粘度低的环氧树脂电子封装材料及其制造方法，以满足低端电子元器件的封装制程的需求。
发明内容
本发明实施例提供一种环氧树脂电子封装材料及用其包封的电子元器件，解决目前环氧树脂电子封装材料粘接力较高的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
第一方面，提供了一种环氧树脂电子封装材料，其包括以下重量百分比的组分：8-20%的环氧树脂；7-20%的固化剂；60-85%的无机填料；0.05-1%的催化剂；0-5%的添加剂。
第二方面，提供了一种包含第一方面中的环氧树脂电子封装材料包封的电子元器件。
在本发明实施例中，按照本发明组分制备的环氧树脂电子封装材料粘结力较低，适用于性能要求较低的电子元器件的封装制程中，具有高操作性，可以提高生产效率。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本实施例环氧树脂电子封装材料适用于电子元器件的封装制程中，如DO、TO、SOT等型式的封装制程。本实施例环氧树脂电子封装材料包括以下重量百分比的组分：8-20%的环氧树脂，7-20%的酚醛树脂，60-85%的无机填料，0.05-1%的催化剂，0-5%的添加剂。
在本实施例环氧树脂电子封装材料中，环氧树脂的粘度在150℃大于4P，优选地，环氧树脂的粘度在150℃大于8P。环氧树脂是一种热固性树脂，在高温下呈熔融状态，高粘度的环氧树脂相较于低粘度的环氧树脂浸润性差，因此高粘度的环氧树脂与电子元器件表面接触时不如低粘度的环氧树脂接触充分，可以降低粘接力。故，本实施例可通过选用高粘度（粘度在150℃大于4P）的环氧树脂的来进一步降低环氧树脂电子封装材料的粘接力。
本实施例中所用的酚醛树脂是电子封装制程中常用固化剂，优选酚醛树脂的粘度在150℃大于10P，可通过使用高粘度的酚醛树脂可在一定程度上降低环氧树脂电子封装材料的粘接力。
本实施例中所用的无机填料电子封装制程中常用的无机填料，无机填料优选选自角形二氧化硅、球形二氧化硅或者他们的混合物，例如硅微粉等。在本实施例中，无机填料的重量百分比优选为70-80%。
本实施例中所用的催化剂选是电子封装制程中常用的催化剂，又称为促进剂，在环氧树脂的固化反应中加速其固化交联的速度。催化剂优选选自氮类催化剂、含磷类催化剂或者他们的混合物。
在本实施例环氧树脂电子封装材料中，环氧树脂的环氧当量与酚醛树脂的羟基当量比为0.6-0.8，优选为0.7。目前环氧树脂电子封装材料中的环氧当量与羟基当量比为通常为0.9-1.3，由于环氧树脂与酚醛树脂反应生成的羟基极性基团对金属具有强粘接力，故，本实施例可通过降低环氧当量与羟基当量比减少反应所生成的羟基，以此来降低环氧树脂电子封装材料的粘接力。
在本实施例环氧树脂电子封装材料中，添加剂选自烷酸、粘结弱化剂或者他们的混合物。本实施例可通过添加与羟基极性基团反应的烷酸，以此来进一步降低环氧树脂电子封装材料的粘接力。烷酸优选为十八烷酸，即硬脂酸，硬脂酸的含量重量百分比为0.05-0.4%，优选为0.1-0.2%。
承上所述，本实施例还可通过添加能够降低粘接力的粘结弱化剂，以此来更进一步降低环氧树脂电子封装材料的粘接力。在本实施例中，粘结弱化剂可选自偶联剂、着色剂和脱模剂中的至少一者。偶联剂可选自3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷或者他们的混合物。着色剂可使用炭黑。脱模剂可使用天然蜡或合成蜡，优选巴西棕榈蜡。
本实施例上述环氧树脂电子封装材料的制备步骤包括按照上述组分比例称取原料，将各原料粉末混合加热，并挤出、粉碎，从而获得环氧树脂电子封装材料产品。该环氧树脂电子封装材料可保存于低温环境，温度优选低于5°C。
本实施例环氧树脂电子封装材料可以用于电子封装领域中已知的方法封装电子元器件。电子元器件例如是电阻片、集成电路片。
以下将结合具体实施例和对照例进一步说明本发明环氧树脂电子封装材料及用其包封的电子元器件的有益效果。
具体实施例和对照例的重量百分比见下表1：
表1:
按照上述环氧树脂电子封装材料的制备步骤，将表1中所示的对照例与实施例1-13的组分分别制备环氧树脂电子封装材料，并对所制备环氧树脂电子封装材料进行性能测试，测试项目如下：
1）螺旋流动测试：将环氧树脂电子封装材料参照ASTM D3123-1998(2004)进行螺旋流动测试，并将测试结果记录于下表2；
2）凝胶化时间测试：将环氧树脂电子封装材料物参照 GBI2007.7-89方法进行凝胶化时间测试，并将测试结果记录于下表2；
3）粘结力测试：将环氧树脂电子封装材料物对铜和银进行粘结测试，测试方法参照SEMI G69-0996进行粘结力测试，将测试结果记录于下表2。
表2:
| 对照例 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
| 螺旋流动长度(inch) | 30 | 28 | 27 | 26 | 29 | 31 | 32 |
| 凝胶化时间(s) | 25 | 25 | 24 | 23 | 24 | 25 | 25 |
| 对铜粘结力(Kgf) | 12.8 | 9.2 | 7.1 | 6.9 | 3.4 | 2.2 | 1.9 |
| 对银粘结力(Kgf) | 10.5 | 8.5 | 5.3 | 5.0 | 3.2 | 1.7 | 1.5 |
| 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | |
| 螺旋流动长度(inch) | 34 | 29 | 30 | 32 | 33 | 30 | 29 |
| 凝胶化时间(s) | 26 | 24 | 24 | 25 | 25 | 25 | 25 |
| 对铜粘结力(Kgf) | 1.7 | 5.7 | 3.6 | 3.0 | 2.3 | 1.2 | 1.9 |
| 对银粘结力(Kgf) | 1.4 | 5.2 | 3.1 | 2.8 | 2.2 | 0.9 | 1.8 |
结合上述表1和表2中的实施例1-3和对照例所示组分及性能测试结果可知，随着邻甲酚酚醛环氧树脂组分相对减少，苯酚酚醛树脂组分相对增多，可以降低螺旋流动长度、胶化时间、对铜和对银粘结力。
结合上述表1和表2中的实施例2和实施例12、13所示组分及性能测试结果可知，添加剂选用烷酸（硬脂酸和二十七烷酸）可降低对铜和对银粘结力。又，结合上述表1和表2中的实施例4-7和实施例8-11所示组分及性能测试结果可知，添加剂选用硬脂酸相对于选用二十七烷酸而言，降低对铜和对银粘结力效果更为明显。
结合上述表1和表2中的上述实施例5和实施例12所示组分及性能测试结果可知，添加剂选用硬脂酸情况下，降低邻甲酚酚醛环氧树脂组分，增加苯酚酚醛树脂组分，可以降低对铜和对银粘结力。
综上所述，本发明提供一种环氧树脂电子封装材料及用其包封的电子元器件。按照本发明组分制备的环氧树脂电子封装材料粘结力较低，适用于性能要求较低的电子元器件的封装制程中，具有高操作性，可以提高生产效率。
本发明环氧树脂选用高粘度环氧树脂，以此来进一步降低环氧树脂电子封装材料的粘接力。本发明还可通过降低环氧当量与羟基当量比减少反应所生成的羟基，以此来更进一步降低环氧树脂电子封装材料的粘接力。同时本发明添加剂可选用与羟基极性基团反应的烷酸，可以再进一步降低环氧树脂电子封装材料的粘接力。本发明添加剂还可选用能够降低粘接力的粘结弱化剂，以此来再更进一步降低环氧树脂电子封装材料的粘接力。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上面对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种环氧树脂电子封装材料，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：
8-20%的环氧树脂；
7-20%的酚醛树脂；
60-85%的无机填料；
0.05-1%的催化剂；
0-5%的添加剂。
2.根据权利要求1所述的环氧树脂电子封装材料，其特征在于，所述环氧树脂的粘度在150℃大于4P。
3.根据权利要求1所述的环氧树脂电子封装材料，其特征在于，所述酚醛树脂的粘度在150℃大于10P。
4.根据权利要求1所述的环氧树脂电子封装材料，其特征在于，所述环氧树脂的环氧当量与所述酚醛树脂的羟基当量比为0.6-0.8。
5.根据权利要求1所述的环氧树脂电子封装材料，其特征在于，所述无机填料选自角形二氧化硅、球形二氧化硅或者他们的混合物。
6.根据权利要求1所述的环氧树脂电子封装材料，其特征在于，所述催化剂选选自氮类催化剂、含磷类催化剂或者他们的混合物。
7.根据权利要求1所述的环氧树脂电子封装材料，其特征在于，所述添加剂选自烷酸、粘结弱化剂或者他们的混合物。
8.根据权利要求7所述的环氧树脂电子封装材料，其特征在于，所述烷酸为硬脂酸，所述硬脂酸的含量重量百分比为0.05-0.4%。
9.根据权利要求7所述的环氧树脂电子封装材料，其特征在于，所述粘结弱化剂选自偶联剂、着色剂和脱模剂中的至少一者。
10.一种包含上述权利要求1-9中任意一项所述的环氧树脂电子封装材料包封的电子元器件。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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