TWI784356B - 具環氧基之矽氧烷改質樹脂、封裝材料、與封裝結構 - Google Patents

具環氧基之矽氧烷改質樹脂、封裝材料、與封裝結構 Download PDF

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Abstract

提供具環氧基之矽氧烷改質樹脂、封裝材料、與封裝結構，所述具環氧基之矽氧烷改質樹脂係由羥基封端之矽氧烷化合物與矽氧樹脂反應後，接著與環氧基矽烷反應而成，其中羥基封端之矽氧烷化合物與矽氧樹脂的莫耳比例為5:1至10:1，且環氧基矽烷與矽氧樹脂的莫耳比例為2:1至4:1。

Description

具環氧基之矽氧烷改質樹脂、封裝材料、與封裝結構
本揭露關於封裝材料，更特別關於其添加的具環氧基之矽氧烷改質樹脂。
半導體封裝材料的主要功能包括保護晶片、保護線路、與增加封裝元件的可靠度等。大面積模封材料包含固態模封材料、液態模封材料、及片狀薄膜模封材料。液態模封材料(Liquid Molding Compound, LMC)具大面積化、高密度、細線路化、多晶片封裝整合，與無揚塵問題等優點，是現在市場採用的主流材料。
為了讓膠材與矽晶圓熱膨脹係數相近，在晶圓級封裝材料中需加入85wt%以上無機粉體以降低膠材熱膨脹係數。但添加大量無機粉體會導致封裝材料黏度與應力大幅增加(特別是在大面積封裝時)，因此影響製程作業性和封裝信賴性。目前常見的改善手段是在材料組成中加入高分子量柔軟物質以降低應力，但此作法會使組成物之Tg下降。
綜上所述，目前即須新的方法維持原本組成物Tg並提升與膠材的相容性，並降低材料應力與翹曲。
本揭露一實施例提供之具環氧基之矽氧烷改質樹脂，係由：羥基封端之矽氧烷化合物與矽氧樹脂反應後，接著與環氧基矽烷反應而成，其中羥基封端之矽氧烷化合物與矽氧樹脂的莫耳比例為5:1至10:1，且環氧基矽烷與矽氧樹脂的莫耳比例為2:1至4:1。
本揭露一實施例提供之封裝材料，包含：(a) 1重量分之具環氧基之矽氧烷改質樹脂；(b) 3至30重量分之環氧樹脂；  (c) 3至30重量分之酸酐硬化劑；以及  (d) 50至500重量分之無機粉體，其中(a)具環氧基之矽氧烷改質樹脂係由羥基封端之矽氧烷化合物與矽氧樹脂反應後，接著與環氧基矽烷反應而成，其中羥基封端之矽氧烷化合物與矽氧樹脂的莫耳比例為5:1至10:1，且環氧基矽烷與矽氧樹脂的莫耳比例為2:1至4:1。
本揭露一實施例提供之封裝結構，包括：晶圓；以及封裝膜，覆蓋晶圓，其中封裝膜係由封裝材料固化而成，其中封裝材料包含：(a) 1重量分之具環氧基之矽氧烷改質樹脂；(b) 3至30重量分之環氧樹脂；(c) 3至30重量分之酸酐硬化劑；以及(d) 50至500重量分之無機粉體，其中(a)具環氧基之矽氧烷改質樹脂係由羥基封端之矽氧烷化合物與矽氧樹脂反應後，接著與環氧基矽烷反應而成，其中羥基封端之矽氧烷化合物與矽氧樹脂的莫耳比例為5:1至10:1，且環氧基矽烷與矽氧樹脂的莫耳比例為2:1至4:1。
本揭露一實施例提供之具環氧基之矽氧烷改質樹脂，係由：羥基封端之矽氧烷化合物與矽氧樹脂反應後，接著與環氧基矽烷反應而成。上述反應順序係形成具環氧基之矽氧烷改質樹脂的必要方式。舉例來說，若將羥基封端之矽氧烷化合物、矽氧樹脂、與環氧基矽烷一起混合進行反應，則羥基封端之矽氧烷化合物可能會先與環氧基矽烷進行開環反應，使產物無環氧基。另一方面，同時混合反應物的作法也會使產物的分子量過低。
前述羥基封端之矽氧烷化合物與矽氧樹脂的莫耳比例為5:1至10:1，且環氧基矽烷與矽氧樹脂的莫耳比例為2:1至4:1。若羥基封端之矽氧烷化合物的比例過低，則產物的分子量過低，無降低應力之特性。若羥基封端之矽氧烷化合物的比例過高，則產物的黏度過高，與配方膠材樹脂相容性不佳。若環氧基矽烷的比例過低，則與配方膠材相容性不佳。若環氧基矽烷的比例過高，則硬化完後過多的環氧基矽烷會殘留導致析出。
舉例來說，羥基封端之矽氧烷化合物之化學結構可為
Figure 02_image002
，其中每一R 1各自為C 1-5的烷基或
Figure 02_image004
，每一R 2各自為C 1-5的烷基，n係5-20，且o係5-20。在一實施例中，羥基封端之矽氧烷化合物可為
Figure 02_image006
，其重量平均分子量(Mw，簡稱重均分子量)可為400至700、700至1500、或其他合適的重均分子量。
在一些實施例中，前述矽氧樹脂的化學式為R 3 3SiO 4/2SiO 3/2SiOH，其中R 3係C 1-6的烷基或苯基。若R 3為甲基時，矽氧樹脂可視作MQ樹脂。舉例來說，矽氧樹脂可為Gelest生產的SQO-299。
在一些實施例中，前述環氧基矽烷的結構為
Figure 02_image008
或
Figure 02_image010
，其中R 4為C 1-5的烷撐基，每一R 5各自為C 1-5的烷基。舉例來說，環氧基矽烷可為
Figure 02_image012
或
Figure 02_image014
。
在一些實施例中，具環氧基之矽氧烷改質樹脂的重均分子量為7000至10000。若環氧基之矽氧烷改質樹脂的重均分子量過低，則無降低應力之特性。若環氧基之矽氧烷改質樹脂的重均分子量過高，則產物的黏度過高，與配方膠材樹脂相容性不佳。
上述具環氧基之矽氧烷改質樹脂可添加至封裝材料，以改善封裝材料的性質。本揭露一實施例提供之封裝材料，包含：(a) 1重量分之上述具環氧基之矽氧烷改質樹脂；(b) 3至30重量分之環氧樹脂；(c) 3至30重量分之酸酐硬化劑；以及(d) 50至500重量分之無機粉體。其中，(a)具環氧基之矽氧烷改質樹脂的形成方法如上所述，在此不再贅述。
在一些實施例中，前述(b)環氧樹脂可包括雙酚 A 環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂、脂環族環氧樹脂、酚醛樹脂(novolac)、萘系環氧樹脂、或上述之組合。若(b)環氧樹脂的比例過低，則膠材Tg過低。若(b)環氧樹脂的比例過高，則膠材Tg過高。
在一些實施例中，前述(c)酸酐硬化劑可包括甲基六氫苯酐、甲基四氫苯酐、六氫苯酐、二苯酮四酸二酐、或上述之組合。若(c)酸酐硬化劑的比例過低，則硬化不完全，交聯程度不夠。若(c)酸酐硬化劑的比例過高，則硬化反應完，過多硬化劑會析出在塊材外面。
在一些實施例中，(d)無機粉體可包括次微米至微米等級的二氧化矽、氧化鋁、或其他合適的粉體。若(d)無機粉體的比例過低，則無降低應力之特性。若(d)無機粉體的比例過高，則膠材容易硬和脆，無韌性。若(d)無機粉體的粒徑過小，則膠材黏度過高。若(d)無機粉體的粒徑過大，則膠材黏度較低。
在一些實施例中，封裝材料更包括(e) 0.2至2重量分的促進劑。舉例來說，(e)促進劑可包括2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、三乙基胺、三苯基膦、或上述之組合。若(e)促進劑的比例過低，則硬化不完全，交聯程度不夠。若(e)促進劑的比例過高，則交聯程度過高，膠材容易硬和脆。
在一些實施例中，封裝材料更包括(f) 0.1至0.8重量分的耦合劑。舉例來說，(f)耦合劑可包括縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷、三甲氧基[2-(7-氧雜雙環[4.1.0]庚-3-基)乙基]矽烷、或上述之組合。若(f)耦合劑的比例過低，則與配方膠材樹脂相容性不佳。若(f)耦合劑的比例過高，則耦合劑過多會析出。
本揭露一實施例提供之封裝結構，包括：晶圓；以及封裝膜，覆蓋晶圓，其中封裝膜係由封裝材料固化而成。封裝材料如上述，在此不再贅述。
本揭露實施例導入羥基封端之矽氧烷化合物以調控矽氧樹脂之間的鏈段長度，應用於封裝材料可降低封裝材料的應力與儲存模數，並維持Tg與流動性(大面積封裝無流痕，且完全填滿封裝區域)。另一方面，環氧基矽烷可使樹脂產物增加與配方膠材樹脂之相容性。
為讓本揭露之上述內容和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，作詳細說明如下： [ 實施例 ]
在下述實驗中，量測高分子的重均分子量係採用凝膠滲透層析法(GPC)，使用的儀器為Waters 410搭配折射率偵測器，校正線標準品為聚苯乙烯，沖提溶劑為THF，管柱為HR3,4，高分子樣品濃度為10mg/4mL THF。
在下述實驗中，封裝材料黏度的量測方法依據ASTM D4287，封裝膜的玻璃轉換溫度(Tg)的量測方法依據ASTM  D7028 ，封裝膜的熱膨脹係數的量測方法依據ASTM  D6745，封裝膜於25℃下的儲存模數的量測方法依據ASTM  D7028，晶圓翹曲量測的方法依據ASTM  F1390，封裝材料的流痕(flow mark)可由人眼觀察，而晶圓未填充封裝材料的現象可由人眼觀察。
合成例1 (MQP-1) 先將17.5g的矽氧樹脂(SILANOL-TRIMETHYL SILYL MODIFIED Q resin，購自Gelest的SQO-299，MW: 3000-4000)加入60g的甲苯與15g的乙醇中，於室溫下攪拌溶解。之後加入13.8g的羥基封端之矽氧烷化合物(SILANOL TERMINATED POLYDIMETHYL SILOXANE，購自Gelest之S12，MW: 400-700)，並加入0.3g之0.5 N的 NaOH水溶液，在70℃下迴流反應16小時以進行溶膠-凝膠反應。S12/SQO-299的莫耳比例為5/1。
接著加入4.3g的環氧基矽烷(2-(3,4-Epoxy cyclohexyl)ethyl] trimethoxysilane，購自信越化學工業株式會社之KBM-303)和0.18g的去離子水，並在70℃下迴流反應16小時。接著架設轉相管，並在100℃下再反應16小時。之後移除溶劑，即得MQP-1樣品。KBM-303/SQO-299的莫耳比例為4/1。上述反應如下所示。值得注意的是，下述反應式與化學結構僅用以示例說明矽氧樹脂、羥基封端之矽氧烷化合物、與環氧基矽烷的官能基如何反應，而非侷限此實施例的產物結構。舉例來說，矽氧樹脂的-OH數目不侷限於下述結構中的-OH數目，且羥基封端之矽氧烷化合物可能使矽氧樹脂交聯而非形成線型結構。
Figure 02_image001
將反應完之MQP-1樣品溶於CDCl 3溶液中進行液態核磁共振光譜( 29Si-NMR)檢測，確認化學位移消失(ppm): -8.4,  -11.3, -19.4,與-20.3 (屬於S12);以及-41.5 (屬於KBM-303)。化學位移生成(ppm): -13.1與-22.3 (屬於S12);以及6.9。 29Si-NMR中，-41ppm 化學位移消失應為KBM-303的Si-O-CH 3鍵結經由溶膠-凝膠反應後消失。 1H-NMR確認環氧基存在，因此推論KBM-303中的矽烷形成鍵結。此外，MQP-1樣品的重均分子量約為7000。
合成例2 (MQP-2) 先將17.5g的矽氧樹脂(SQO-299)加入60g的甲苯與15g的乙醇中，於室溫下攪拌溶解。之後加入27.5g的羥基封端之矽氧烷化合物(SILANOL TERMINATED POLYDIMETHYL SILOXANE，購自Gelest之S14，MW: 700-1500)，並加入0.3g之0.5 N的 NaOH水溶液，在70℃下迴流反應16小時以進行溶膠-凝膠反應。S14/SQO-299的莫耳比例為5/1。
接著加入4.3g的環氧基矽烷(KBM-303)和0.18g的去離子水，並在70℃下迴流反應16小時。接著架設轉相管，並在100℃下再反應16小時。之後移除溶劑，即得MQP-2樣品。KBM-303/SQO-299的莫耳比例為4/1。
將反應完之MQP-2樣品溶於CDCl 3溶液中進行液態核磁共振光譜( 29Si-NMR)檢測，確認化學位移消失(ppm): -8.4,  -11.3, -19.4,與-20.3 (屬於S14);以及-41.5 (屬於KBM-303)。化學位移生成(ppm): -13.1與-22.3 (屬於S14);以及6.9。 29Si-NMR中，-41ppm 化學位移消失應為KBM-303的Si-O-CH 3鍵結經由溶膠-凝膠反應後消失。 1H-NMR確認環氧基存在，因此推論KBM-303中的矽烷形成鍵結。此外，MQP-2樣品的重均分子量約為10000。
合成例3 (MQP-3) 先將17.5g的矽氧樹脂(SQO-299) 加入60g的甲苯與15g的乙醇中，於室溫下攪拌溶解。之後加入13.8g的羥基封端之矽氧烷化合物(S12)，並加入0.3g之0.5 N的 NaOH水溶液，在70℃下迴流反應16小時以進行溶膠-凝膠反應。S12/SQO-299的莫耳比例為5/1。
接著加入4.1g的環氧基矽烷(Glycidoxypropyltri methoxysilane，購自Dow Chemical Company之Z-6040)和0.18g的去離子水，並在70℃下迴流反應16小時。接著架設轉相管，並在100℃下再反應16小時。之後移除溶劑，即得MQP-3樣品。Z-6040/SQO-299的莫耳比例為4/1。此外，MQP-3樣品的重均分子量約為7300。
合成例4 (MQP-4) 將17.5g之矽氧樹脂(SQO-299，MW: 3000-4000) 加入60g的甲苯與15g的乙醇中，於室溫下攪拌溶解。之後加入13.8g的羥基封端之矽氧烷化合物(S12)與4.3g的環氧基矽烷(KBM-303)，再加入0.3g之0.5 N的NaOH水溶液進行溶膠-凝膠反應，在70℃下迴流反應16小時。之後加入0.18g的去離子水與架設轉相管，並在100℃下再反應16小時。之後移除溶劑，即得MQP-4樣品。S12/SQO-299的莫耳比例為5/1，而KBM-303/SQO-299的莫耳比例為4/1。此外，MQP-4樣品的重均分子量約為1300，明顯低於合成例1至3之產物的重均分子量。
合成例5 (MQP-5) 將17.5g之矽氧樹脂(SQO-299，MW: 3000-4000) 加入60g的甲苯與15g的乙醇中，於室溫下攪拌溶解。之後加入27.5g的羥基封端之矽氧烷化合物(S14)與4.3g的環氧基矽烷(KBM-303)，再加入0.3g之0.5 N的NaOH水溶液進行溶膠-凝膠反應，在70℃下迴流反應16小時。之後加入0.18g的去離子水與架設轉相管，並在100℃下再反應16小時。之後移除溶劑，即得MQP-5樣品。S14/SQO-299的莫耳比例為5/1，而KBM-303/SQO-299的莫耳比例為4/1。此外，MQP-5樣品的重均分子量約為2300，明顯低於合成例1至3之產物的重均分子量。
合成例6 (MQP-6) 先將17.5g的矽氧樹脂(SQO-299) 加入60g的甲苯與15g的乙醇中，於室溫下攪拌溶解。之後加入5.5g的羥基封端之矽氧烷化合物(S12)，並加入0.3g之0.5 N的 NaOH水溶液，在70℃下迴流反應16小時以進行溶膠-凝膠反應。S12/SQO-299的莫耳比例為2/1。
接著加入4.3g的環氧基矽烷(KBM-303)和0.18g的去離子水，並在70℃下迴流反應16小時。接著架設轉相管，並在100℃下再反應16小時。之後移除溶劑，即得MQP-6樣品。KBM- 303/SQO-299的莫耳比例為4/1。此外，MQP-6樣品的重均分子量約為4100，明顯低於合成例1至3之產物的重均分子量。
合成例7 (MQP-7) 先將17.5g的矽氧樹脂(SQO-299) 加入60g的甲苯與15g的乙醇中，於室溫下攪拌溶解。之後加入11g的羥基封端之矽氧烷化合物(S12)，並加入0.3g之0.5 N的 NaOH水溶液，在70℃下迴流反應16小時以進行溶膠-凝膠反應。S12/SQO-299的莫耳比例為4/1。
接著加入4.3g的環氧基矽烷(KBM-303)和0.18g的去離子水，並在70℃下迴流反應16小時。接著架設轉相管，並在100℃下再反應16小時。之後移除溶劑，即得MQP-7樣品。KBM- 303/SQO-299的莫耳比例為4/1。此外，MQP-7樣品的重均分子量約為6200，略低於合成例1至3之產物的重均分子量。
實施例1 秤取10.9g的脂環族環氧樹脂(購自ECLAT之2021P，環氧當量為136)、2.9g的萘系環氧樹脂(購自DIC之4032D，環氧當量為143)、0.7g的MQP-1樣品、14.9g的酸酐硬化劑(甲基四氫苯酐，MTHPA)、0.9g的促進劑(購自San APRO之U-cat 5002)、0.3g的耦合劑(KBM-303)、與0.3g的碳黑(購自Degussa的Lamp black® 101)在室溫下攪拌混合。
接著添加670g的無機粉體(二氧化矽粉體，d 50=20µm，購自Admatech)並混合，以形成封裝材料，其黏度為520 Pa•s。將封裝材料塗佈於晶圓上後，加熱固化以形成封裝膜。封裝膜的玻璃轉換溫度(Tg)為158℃，熱膨脹係數為9 ppm/℃，25℃下的儲存模數為21 GPa，且晶圓翹曲量小於1 mm。未觀察到封裝材料的流痕，且未觀察到晶圓上有未填入封裝材料的區域，可知封裝材料的流動性良好。
實施例2 秤取10.9g的脂環族環氧樹脂(2021P)、2.9g的萘系環氧樹脂(4032D)、2.1g的MQP-1樣品、14.9g的酸酐硬化劑(MTHPA)、0.9g的促進劑(U-cat 5002)、0.3g的耦合劑(KBM-303)、與0.3g的碳黑在室溫下攪拌混合。
接著添加670g的二氧化矽粉體(購自Admatech)並混合，以形成封裝材料，其黏度為537 Pa•s。將封裝材料塗佈於晶圓上後，加熱固化以形成封裝膜。封裝膜的Tg為160℃，熱膨脹係數為9 ppm/℃，25℃下的儲存模數為19 GPa，且晶圓翹曲量小於1 mm。未觀察到封裝材料的流痕，且未觀察到晶圓上有未填入封裝材料的區域，可知封裝材料的流動性良好。
實施例3 秤取10.9g的脂環族環氧樹脂(2021P)、2.9g的萘系環氧樹脂(4032D)、3.5g的MQP-1樣品、14.9g的酸酐硬化劑(MTHPA)、0.9g的促進劑(U-cat 5002)、0.3g的耦合劑(KBM-303)、與0.3g的碳黑在室溫下攪拌混合。
接著添加670g的二氧化矽粉體(購自Admatech)並混合，以形成封裝材料，其黏度為559 Pa•s。將封裝材料塗佈於晶圓上後，加熱固化以形成封裝膜。封裝膜的Tg為161℃，熱膨脹係數為9 ppm/℃，25℃下的儲存模數為18 GPa，且晶圓翹曲量小於1 mm。未觀察到封裝材料的流痕，且未觀察到晶圓上有未填入封裝材料的區域，可知封裝材料的流動性良好。
實施例4 秤取10.9g的脂環族環氧樹脂(2021P)、2.9g的萘系環氧樹脂(4032D)、0.7g的MQP-3樣品、14.9g的酸酐硬化劑(MTHPA)、0.9g的促進劑(U-cat 5002)、0.3g的耦合劑(KBM-303)、與0.3g的碳黑在室溫下攪拌混合。
接著添加670g的二氧化矽粉體(購自Admatech)並混合，以形成封裝材料，其黏度為528 Pa•s。將封裝材料塗佈於晶圓上後，加熱固化以形成封裝膜。封裝膜的Tg為157℃，熱膨脹係數為9 ppm/℃，25℃下的儲存模數為21 GPa，且晶圓翹曲量小於1 mm。未觀察到封裝材料的流痕，且未觀察到晶圓上有未填入封裝材料的區域，可知封裝材料的流動性良好。
實施例5 秤取10.9g的脂環族環氧樹脂(2021P)、2.9g的萘系環氧樹脂(4032D)、0.7g的MQP-1樣品、14.9g的酸酐硬化劑(MTHPA)、0.9g的促進劑(U-cat 5002)、0.3g的耦合劑(KBM-303)、與0.3g的碳黑在室溫下攪拌混合。
接著添加300g的無機粉體(二氧化矽粉體，d 50=2µm，購自Admatech)並混合，以形成封裝材料，其黏度為540 Pa•s。將封裝材料塗佈於晶圓上後，加熱固化以形成封裝膜。封裝膜的Tg為160℃，熱膨脹係數為16 ppm/℃，25℃下的儲存模數為11 GPa，且晶圓翹曲量小於1 mm。未觀察到封裝材料的流痕，且未觀察到晶圓上有未填入封裝材料的區域，可知封裝材料的流動性良好。
實施例6 秤取10.9g的脂環族環氧樹脂(2021P)、2.9g的萘系環氧樹脂(4032D)、0.7g的MQP-2樣品、14.9g的酸酐硬化劑(MTHPA)、0.9g的促進劑(U-cat 5002)、0.3g的耦合劑(KBM-303)、與0.3g的碳黑在室溫下攪拌混合。
接著添加670g的二氧化矽粉體(購自Admatech)並混合，以形成封裝材料，其黏度為525 Pa•s。將封裝材料塗佈於晶圓上後，加熱固化以形成封裝膜。封裝膜的Tg為158℃，熱膨脹係數為9 ppm/℃，25℃下的儲存模數為20 GPa，且晶圓翹曲量小於1 mm。未觀察到封裝材料的流痕，且未觀察到晶圓上有未填入封裝材料的區域，可知封裝材料的流動性良好。
實施例7 秤取10.9g的脂環族環氧樹脂(2021P)、2.9g的萘系環氧樹脂(4032D)、2.1g的MQP-2樣品、14.9g的酸酐硬化劑(MTHPA)、0.9g的促進劑(U-cat 5002)、0.3g的耦合劑(KBM-303)、與0.3g的碳黑在室溫下攪拌混合。
接著添加670g的二氧化矽粉體(購自Admatech)並混合，以形成封裝材料，其黏度為548 Pa•s。將封裝材料塗佈於晶圓上後，加熱固化以形成封裝膜。封裝膜的Tg為156℃，熱膨脹係數為9 ppm/℃，25℃下的儲存模數為18 GPa，且晶圓翹曲量小於1 mm。未觀察到封裝材料的流痕，且未觀察到晶圓上有未填入封裝材料的區域，可知封裝材料的流動性良好。
實施例8 秤取10.9g的脂環族環氧樹脂(2021P)、2.9g的萘系環氧樹脂(4032D)、3.5g的MQP-2樣品、14.9g的酸酐硬化劑(MTHPA)、0.9g的促進劑(U-cat 5002)、0.3g的耦合劑(KBM-303)、與0.3g的碳黑在室溫下攪拌混合。
接著添加670g的二氧化矽粉體(購自Admatech)並混合，以形成封裝材料，其黏度為563 Pa•s。將封裝材料塗佈於晶圓上後，加熱固化以形成封裝膜。封裝膜的Tg為157℃，熱膨脹係數為9 ppm/℃，25℃下的儲存模數為18 GPa，且晶圓翹曲量小於1 mm。未觀察到封裝材料的流痕，且未觀察到晶圓上有未填入封裝材料的區域，可知封裝材料的流動性良好。
比較例1 秤取10.9g的脂環族環氧樹脂(2021P)、2.9g的萘系環氧樹脂(4032D)、14.9g的酸酐硬化劑(MTHPA)、0.9g的促進劑(U-cat 5002)、0.3g的耦合劑(KBM-303)、與0.3g的碳黑在室溫下攪拌混合。
接著添加670g的二氧化矽粉體(購自Admatech)並混合，以形成封裝材料，其黏度為480 Pa•s。將封裝材料塗佈於晶圓上後，加熱固化以形成封裝膜。封裝膜的Tg為161℃，熱膨脹係數為10 ppm/℃，25℃下的儲存模數為25 GPa，且晶圓翹曲量為3 mm。未觀察到封裝材料的流痕，且未觀察到晶圓上有未填入封裝材料的區域，可知封裝材料的流動性良好。
比較例2 秤取10.9g的脂環族環氧樹脂(2021P)、2.9g的萘系環氧樹脂(4032D)、0.53g的MQP-1樣品、14.9g的酸酐硬化劑(MTHPA)、0.9g的促進劑(U-cat 5002)、0.3g的耦合劑(KBM-303)、與0.3g的碳黑在室溫下攪拌混合。
接著添加670g的二氧化矽粉體(購自Admatech)並混合，以形成封裝材料，其黏度為514 Pa•s。將封裝材料塗佈於晶圓上後，加熱固化以形成封裝膜。封裝膜的Tg為159℃，熱膨脹係數為9 ppm/℃，25℃下的儲存模數為22 GPa，且晶圓翹曲量為1.5 mm。未觀察到封裝材料的流痕，且未觀察到晶圓上有未填入封裝材料的區域，可知封裝材料的流動性良好。
比較例3 秤取10.9g的脂環族環氧樹脂(2021P)、2.9g的萘系環氧樹脂(4032D)、3.85g的MQP-1樣品、14.9g的酸酐硬化劑(MTHPA)、0.9g的促進劑(U-cat 5002)、0.3g的耦合劑(KBM-303)、與0.3g的碳黑在室溫下攪拌混合。
接著添加670g的二氧化矽粉體(購自Admatech)並混合，以形成封裝材料，其黏度為681 Pa•s。將封裝材料塗佈於晶圓上後，加熱固化以形成封裝膜。封裝膜的Tg為161℃，熱膨脹係數為9 ppm/℃，25℃下的儲存模數為18 GPa，且晶圓翹曲量小於1 mm。觀察到封裝材料的流痕，且觀察到晶圓上有未填入封裝材料的區域，可知封裝材料的流動性不良。
比較例4 秤取10.9g的脂環族環氧樹脂(2021P)、2.9g的萘系環氧樹脂(4032D)、0.53g的MQP-2樣品、14.9g的酸酐硬化劑(MTHPA)、0.9g的促進劑(U-cat 5002)、0.3g的耦合劑(KBM-303)、與0.3g的碳黑在室溫下攪拌混合。
接著添加670g的二氧化矽粉體(購自Admatech)並混合，以形成封裝材料，其黏度為525 Pa•s。將封裝材料塗佈於晶圓上後，加熱固化以形成封裝膜。封裝膜的Tg為158℃，熱膨脹係數為9 ppm/℃，25℃下的儲存模數為21 GPa，且晶圓翹曲量為1.5 mm。未觀察到封裝材料的流痕，且未觀察到晶圓上有未填入封裝材料的區域，可知封裝材料的流動性良好。
比較例5 秤取10.9g的脂環族環氧樹脂(2021P)、2.9g的萘系環氧樹脂(4032D)、3.85g的MQP-2樣品、14.9g的酸酐硬化劑(MTHPA)、0.9g的促進劑(U-cat 5002)、0.3g的耦合劑(KBM-303)、與0.3g的碳黑在室溫下攪拌混合。
接著添加670g的二氧化矽粉體(購自Admatech)並混合，以形成封裝材料，其黏度為710 Pa•s。將封裝材料塗佈於晶圓上後，加熱固化以形成封裝膜。封裝膜的Tg為162℃，熱膨脹係數為9 ppm/℃，25℃下的儲存模數為18 GPa，且晶圓翹曲量小於1 mm。觀察到封裝材料的流痕，且觀察到晶圓上有未填入封裝材料的區域，可知封裝材料的流動性不良。
比較例6 秤取10.9g的脂環族環氧樹脂(2021P)、2.9g的萘系環氧樹脂(4032D)、0.7g的MQP-4樣品、14.9g的酸酐硬化劑(MTHPA)、0.9g的促進劑(U-cat 5002)、0.3g的耦合劑(KBM-303)、與0.3g的碳黑在室溫下攪拌混合。
接著添加670g的二氧化矽粉體(購自Admatech)並混合，以形成封裝材料，其黏度為491 Pa•s。將封裝材料塗佈於晶圓上後，加熱固化以形成封裝膜。封裝膜的Tg為160℃，熱膨脹係數為9 ppm/℃，25℃下的儲存模數為24 GPa，且晶圓翹曲量為2 mm。觀察到封裝材料的流痕，且觀察到晶圓上有未填入封裝材料的區域，可知封裝材料的流動性不良。
比較例7 秤取10.9g的脂環族環氧樹脂(2021P)、2.9g的萘系環氧樹脂(4032D)、0.7g的MQP-5樣品、14.9g的酸酐硬化劑(MTHPA)、0.9g的促進劑(U-cat 5002)、0.3g的耦合劑(KBM-303)、與0.3g的碳黑在室溫下攪拌混合。
接著添加670g的二氧化矽粉體(購自Admatech)並混合，以形成封裝材料，其黏度為512 Pa•s。將封裝材料塗佈於晶圓上後，加熱固化以形成封裝膜。封裝膜的Tg為159℃，熱膨脹係數為9 ppm/℃，25℃下的儲存模數為24 GPa，且晶圓翹曲量為2.5 mm。未觀察到封裝材料的流痕，且未觀察到晶圓上有未填入封裝材料的區域，可知封裝材料的流動性良好。
比較例8 秤取10.9g的脂環族環氧樹脂(2021P)、2.9g的萘系環氧樹脂(4032D)、0.7g的MQP-6樣品、14.9g的酸酐硬化劑(MTHPA)、0.9g的促進劑(U-cat 5002)、0.3g的耦合劑(KBM-303)、與0.3g的碳黑在室溫下攪拌混合。
接著添加670g的二氧化矽粉體(購自Admatech)並混合，以形成封裝材料，其黏度為502 Pa•s。將封裝材料塗佈於晶圓上後，加熱固化以形成封裝膜。封裝膜的Tg為159℃，熱膨脹係數為9 ppm/℃，25℃下的儲存模數為21 GPa，且晶圓翹曲量為2 mm。觀察到封裝材料的流痕，且觀察到晶圓上有未填入封裝材料的區域，可知封裝材料的流動性不良。
比較例9 秤取10.9g的脂環族環氧樹脂(2021P)、2.9g的萘系環氧樹脂(4032D)、0.7g的MQP-7樣品、14.9g的酸酐硬化劑(MTHPA)、0.9g的促進劑(U-cat 5002)、0.3g的耦合劑(KBM-303)、與0.3g的碳黑在室溫下攪拌混合。
接著添加670g的二氧化矽粉體(購自Admatech)並混合，以形成封裝材料，其黏度為518 Pa•s。將封裝材料塗佈於晶圓上後，加熱固化以形成封裝膜。封裝膜的Tg為159℃，熱膨脹係數為9 ppm/℃，25℃下的儲存模數為21 GPa，且晶圓翹曲量為1.5 mm。觀察到封裝材料的流痕，且觀察到晶圓上有未填入封裝材料的區域，可知封裝材料的流動性不良。
雖然本揭露已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
無。
無。
Figure 109141971-A0101-11-0002-1
無。

Claims (16)

  1. 一種具環氧基之矽氧烷改質樹脂，係由： 一羥基封端之矽氧烷化合物與一矽氧樹脂反應後，接著與一環氧基矽烷反應而成， 其中該羥基封端之矽氧烷化合物與該矽氧樹脂的莫耳比例為5:1至10:1，且該環氧基矽烷與該矽氧樹脂的莫耳比例為2:1至4:1。
  2. 如請求項1之具環氧基之矽氧烷改質樹脂，其中該羥基封端之矽氧烷化合物之化學結構為
    Figure 03_image002
    ，其中每一R 1各自為C 1-5的烷基或
    Figure 03_image004
    ，每一R 2各自為C 1-5的烷基，n係5-20，且o係5-20。
  3. 如請求項1之具環氧基之矽氧烷改質樹脂，其中該矽氧樹脂的化學式為R 3 3SiO 4/2SiO 3/2SiOH，其中R 3係C 1-6的烷基或苯基。
  4. 如請求項1之具環氧基之矽氧烷改質樹脂，其中該環氧基矽烷的結構為
    Figure 03_image008
    或
    Figure 03_image010
    ，其中R 4為C 1-5的烷撐基，而每一R 5各自為C 1-5的烷基。
  5. 如請求項1之具環氧基之矽氧烷改質樹脂，其重量平均分子量為7000至10000。
  6. 一種封裝材料，包含： (a) 1重量分之具環氧基之矽氧烷改質樹脂； (b) 3至30重量分之環氧樹脂； (c) 3至30重量分之酸酐硬化劑；以及 (d) 50至500重量分之無機粉體， 其中(a)具環氧基之矽氧烷改質樹脂係由一羥基封端之矽氧烷化合物與一矽氧樹脂反應後，接著與一環氧基矽烷反應而成， 其中該羥基封端之矽氧烷化合物與該矽氧樹脂的莫耳比例為5:1至10:1，且該環氧基矽烷與該矽氧樹脂的莫耳比例為2:1至4:1。
  7. 如請求項6之封裝材料，其中(b)環氧樹脂包括雙酚 A 環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂、脂環族環氧樹脂、酚醛樹脂(novolac)、萘系環氧樹脂、或上述之組合。
  8. 如請求項6之封裝材料，其中(c)酸酐硬化劑包括甲基六氫苯酐、甲基四氫苯酐、六氫苯酐、二苯酮四酸二酐、或上述之組合。
  9. 如請求項6之封裝材料，其中(d)無機粉體包括次微米至微米等級的二氧化矽粉體或氧化鋁粉體。
  10. 如請求項6之封裝材料，更包括(e) 0.2至2重量分的促進劑。
  11. 如請求項10之封裝材料，其中(e)促進劑包括2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、三乙基胺、三苯基膦、或上述之組合。
  12. 如請求項6之封裝材料，更包括(f) 0.1至0.8重量分的耦合劑。
  13. 如請求項12之封裝材料，其中(f)耦合劑包括縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷、三甲氧基[2-(7-氧雜雙環[4.1.0]庚-3-基)乙基]矽烷、或上述之組合。
  14. 一種封裝結構，包括： 一晶圓；以及 一封裝膜，覆蓋該晶圓， 其中該封裝膜係由一封裝材料固化而成， 其中該封裝材料包含： (a) 1重量分之具環氧基之矽氧烷改質樹脂； (b) 3至30重量分之環氧樹脂； (c) 3至30重量分之酸酐硬化劑；以及 (d) 50至500重量分之無機粉體， 其中(a)具環氧基之矽氧烷改質樹脂係由一羥基封端之矽氧烷化合物與一矽氧樹脂反應後，接著與一環氧基矽烷反應而成， 其中該羥基封端之矽氧烷化合物與該矽氧樹脂的莫耳比例為5:1至10:1，且該環氧基矽烷與該矽氧樹脂的莫耳比例為2:1至4:1。
  15. 如請求項14之封裝結構，其中該封裝材料更包括(e) 0.2至2重量分的促進劑。
  16. 如請求項14之封裝結構，其中該封裝材料更包括(f) 0.1至0.8重量分的耦合劑。
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