本发明涉及一种环氧树脂组合物，特别是一种适用于bga的环氧树脂组合物的制备方法。
背景技术：
在当今信息时代，随着电子工业的迅猛发展，计算机、移动电话等产品日益普及，人们对电子产品的功能要求越来越多、对性能要求越来越强，而体积要求却越来越小、重量要求越来越轻，这就促使电子产品向多功能、高性能和小型化、轻型化方向发展，为实现这一目标，ic芯片的特征尺寸就要越来越小，复杂程度不断增加，于是，电路的i/o数就会越来越多，封装的i/o密度就会不断增加。为了适应这一发展要求，一些先进的高密度封装技术应运而生，bga封装技术就是其中之一。
bga的全称ballgridarray(焊球阵列封装)，它是在封装体基板的底部制作阵列焊球作为电路的i/o端与印刷线路板(pcb)互接。bga种类很多，封装体的厚度一般为0.15-0.85mm，由于环氧树脂组合物、芯片和印刷线路板的线膨胀系数差别非常大，一方面导致封装体各个部份收缩大小不一致，另一方面内部应力也极大，从而产生不同形式的翘曲，如有规则的哭脸或笑脸，严重的情况下甚至会产生整体不规则翘曲；另一方面，bga的基板表面会使用绿油来保护基板内的线路不受到外界的灰尘和潮气和机械损伤，而这层绿油的惰性使封装材料很难与其粘接。
传统上的bga用环氧树脂树脂组合物使用高tg(玻璃态转化温度)和低填料含量或使用低tg和高填料含量的组合方式来解决翘曲问题，而这两种组合方式都会带来应力高的问题，同时高tg的材料对绿油的粘接也比较低。因此，这两种解决翘曲的方法都很难得到适用于bga的高可靠性的树脂组合物。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种制备高可靠性、低翘曲的适用于bga的环氧树脂组合物的适用于bga的环氧树脂组合物的制备方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种适用于bga的环氧树脂组合物，该组合物包括下列重量百分比含量的原料：环氧树脂2-10％、酚醛树脂2-10％、特种添加剂0.1-1％、无机填充剂86-92％、固化促进剂0.1-1％；
所述环氧树脂为式1、式2、式3的环氧树脂中的一种或多种；
所述酚醛树脂选自式4、式5的酚醛树脂中的一种或两种；
式4，其中m＝1-3，n＝1-3；
式5，其中m＝1-3，n＝1-3。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的适用于bga的环氧树脂组合物，所述环氧树脂由式1和/或式2的环氧树脂组成。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的适用于bga的环氧树脂组合物，所述环氧树脂由式1、式2的环氧树脂组成。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的适用于bga的环氧树脂组合物，所述环氧树脂由式1、式2和式3的环氧树脂组成。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的适用于bga的环氧树脂组合物，酚醛树脂中的酚式羟基的数目与环氧树脂混合物中环氧基团的数目的比值为0.5-1.5。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的适用于bga的环氧树脂组合物，所述特种添加剂为包含有机硅和脂肪族聚脂的嵌段共聚物。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的适用于bga的环氧树脂组合物，所述无机填充剂为球形二氧化硅粉末。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的适用于bga的环氧树脂组合物，所述固化促进剂选自咪唑及其盐类、dbu、tpp及其盐类中的一种或多种。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的适用于bga的环氧树脂组合物，该组合物中还含有0.1-4.5％的额外添加剂，额外添加剂选自脱模剂、偶联剂、着色剂、应力释放剂和离子捕捉剂中的一种或多种。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的适用于bga的环氧树脂组合物，一种适用于bga的环氧树脂组合物的制备方法，其步骤如下：
先将环氧树脂、酚醛树脂、特种添加剂、无机填充剂、固化促进剂进行高速搅拌混合，然后使用双螺杆挤出机将混合得到的混合物进行熔融混炼，均匀后再迅速压延冷却成片状，最后粉碎成粉末后即得。
与现有技术相比，本发明是通过将环氧树脂、酚醛树脂、特种添加剂、无机填充剂和固化促进剂进行预混合后，然后将该混合物使用双螺杆挤出机熔融混炼均匀后迅速压延冷却成片状再粉碎而成的组合物；通过调节树脂体系及可以调节翘曲的特种添加剂使得本发明在相对适中的tg下，同时使用有机硅和脂肪族聚脂的嵌段共聚物来降低应力的同时降低翘曲，从而得到翘曲良好的树脂组合物，同时由于树脂结构的关系，该树脂组合物对绿油的粘接得到得升，从而得到更高可靠性等级的树脂组合物。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实验例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，一种适用于bga的环氧树脂组合物，该组合物包括下列重量百分比含量的原料：式1的环氧树脂4.38％、式3的环氧树脂2.2％、式4的酚醛树脂3.82％、式5的酚醛树脂1.1％、有机硅嵌段共聚物genioperlw350.5％、二氧化硅粉末86％、固化促进剂tpp-bq0.3％、着色剂0.2％、脱模剂0.4％、偶联剂0.4％、应力释放剂0.4％、离子捕捉剂0.3％；
式4，其中m＝1-3，n＝1-3；
式5，其中m＝1-3，n＝1-3。
实施例2，一种适用于bga的环氧树脂组合物，该组合物包括下列重量百分比含量的原料：式1的环氧树脂4％、式3的环氧树脂2％、式4的酚醛树脂3.682％、式5的酚醛树脂1％、有机硅嵌段共聚物genioperlw350.5％、二氧化硅粉末87％、固化促进剂tpp-bq0.2％、着色剂0.2％、脱模剂0.4％、偶联剂0.4％、应力释放剂0.4％、离子捕捉剂0.3％。
实施例3，一种适用于bga的环氧树脂组合物，该组合物包括下列重量百分比含量的原料：式1的环氧树脂3.8％、式3的环氧树脂1.9％、式4的酚醛树脂3.5％、式5的酚醛树脂0.9％、有机硅嵌段共聚物genioperlw351％、二氧化硅粉末87％、固化促进剂tpp-bq0.2％、着色剂0.2％、脱模剂0.4％、偶联剂0.4％、应力释放剂0.4％、离子捕捉剂0.3％。
实施例4，一种适用于bga的环氧树脂组合物，该组合物包括下列重量百分比含量的原料：式1的环氧树脂2％、式2的环氧树脂2％、式3的环氧树脂1％、式5的酚醛树脂4.1％、有机硅嵌段共聚物genioperlw351％、二氧化硅粉末88％、固化促进剂tpp-bq0.2％、着色剂0.2％、脱模剂0.4％、偶联剂0.4％、应力释放剂0.4％、离子捕捉剂0.3％。
实施例5，一种适用于bga的环氧树脂组合物，该组合物包括下列重量百分比含量的原料：式1的环氧树脂2％、式2的环氧树脂2％、式3的环氧树脂1％、式4的酚醛树脂4.1％、有机硅嵌段共聚物genioperlw351％、二氧化硅粉末88％、固化促进剂tpp-bq0.2％、着色剂0.2％、脱模剂0.4％、偶联剂0.4％、应力释放剂0.4％、离子捕捉剂0.3％。
实施例6，一种适用于bga的环氧树脂组合物，该组合物包括下列重量百分比含量的原料：式1的环氧树脂2％、式2的环氧树脂2％、式3的环氧树脂1％、式4的酚醛树脂1％、式5的酚醛树脂3.1％、有机硅嵌段共聚物genioperlw351％、二氧化硅粉末88％、固化促进剂tpp-bq0.2％、着色剂0.2％、脱模剂0.4％、偶联剂0.4％、应力释放剂0.4％、离子捕捉剂0.3％。
实施例7，一种适用于bga的环氧树脂组合物，该组合物包括下列重量百分比含量的原料：式1的环氧树脂1.7％、式2的环氧树脂1.7％、式3的环氧树脂0.9％、式4的酚醛树脂0.8％、式5的酚醛树脂3％、有机硅嵌段共聚物genioperlw351％、二氧化硅粉末89％、固化促进剂tpp-bq0.2％、着色剂0.2％、脱模剂0.4％、偶联剂0.4％、应力释放剂0.4％、离子捕捉剂0.3％。
实施例8，一种适用于bga的环氧树脂组合物，该组合物包括下列重量百分比含量的原料：式1的环氧树脂3％、式2的环氧树脂2％、式4的酚醛树脂1％、式5的酚醛树脂3.1％、有机硅嵌段共聚物genioperlw351％、二氧化硅粉末88％、固化促进剂tpp-bq0.2％、着色剂0.2％、脱模剂0.4％、偶联剂0.4％、应力释放剂0.4％、离子捕捉剂0.3％。
对于本申请的补充说明：
所述酚醛树脂中的酚式羟基的数目与环氧树脂混合物中环氧基团的数目的比值为0.5-1.5，优选为0.9～1.1的范围，再优选为1。
所述特种添加剂为包含有机硅和脂肪族聚脂的嵌段共聚物，现有技术的包含有机硅和有机嵌段的共聚物都可使用，优选为wacker公司的genioperlw35。
所述无机填充剂为球形二氧化硅粉末，其最大粒径可以是75um、55um、45um、30um的一种，优选为75um或55um，无机填充剂的含量为总质量的85-91％，优选为87-88％，再优选为88％。
本发明中的固化促进剂没有特别的限制，可以列举的有三苯基膦、dbu、咪唑及唑唑类衍生物及其盐类及其他固化促进剂，从反应速度及储存期角度考虑，优选的为三苯基膦对苯醌盐(tpp-bq)、dbu及咪唑类衍生物，固化促进剂的含量小于总质量的1％。
本发明还使用的其他各种环氧塑封料所需的各种添加剂，包括但不限于脱模剂、偶联剂、着色剂、应力释放剂和离子捕促剂等；脱模剂包括脂肪酸、褐煤酸、棕榈酸、氧化型或非氧化型聚乙烯蜡等，这些脱模剂可以保证固化后的树脂能从转移模型装置的模具中取出来；它们的总含量小于该组合为总质量的1％；偶联剂包括环氧硅烷、氨基硅烷、巯基硅烷等常用硅氧烷，它的总含量小于总质量的1％；着色剂主要是炭黑，它的总含量小于总质量的0.5％；应力释放剂可以配合以硅油或聚硅氧烷橡胶粉末等；离子捕捉剂没有特别的限制，可以使用公知的阴离子交换体，如水滑石或者含从镁、铝、钛、锆、铋中选择的元素的含水氧化物等；它们可以单独使用，也可以组合使用2种以上，它的总含量为总质量的0.1～2％。
一种适用于bga的环氧树脂组合物的制备方法，其步骤如下：
先将环氧树脂、酚醛树脂、特种添加剂、无机填充剂、固化促进剂进行高速搅拌混合，然后使用双螺杆挤出机将混合得到的混合物进行熔融混炼，均匀后再迅速压延冷却成片状，最后粉碎成粉末后即得。
对于本申请的的组合物，发明人进行了实验对比，在保持其他条件相同的情况下进行实验，具体数据见表1，具体过程如下：
测试条件：利用传递模塑机，在模具温度175℃，成型压力5mpa，固化时间120s的条件下进行；另外，后固化条件为175℃，6小时。
1、凝胶时间
按sj/t11197-1999环氧模塑料的第5.3条凝胶化时间进行测定凝胶化时间(s)；
2、流动长度：
按sj/t11197-1999环氧模塑料的第5.2条螺旋流动长度进行测定流动距离(cm)；
3、cte及tg:
按sj/t11197-1999环氧模塑料的第5.6条线膨胀系数及玻璃化温度来测定cte及tg；
4、吸水率
按sj/t11197-1999环氧模塑料的第5.11条吸水率来测定实验例的吸水率；
5、可靠性
将样品分别在bga(3*3mm)的基板上在175℃下传递模塑工艺进行封装，脱模后对封装样品在175℃下后固化6小时后按jesd22-a113d要求进行msl1，msl3级别分别进行考核，之后使用超声波扫描设备进行分层情况扫描；
6、翘曲
将样品分别在bga基板(236mmx70mm)上在175℃下传递模塑工艺进行封装，脱模后对封装样品在175℃下后固化6小时后；使用shadowmorrie设备进行翘曲测试，测试时塑封体面朝上，测试值为正时为翘曲为笑脸，测试值为负时翘曲为哭脸。
表1
由上可知，采用本申请提供的方法制备的环氧树脂组合物翘曲小、可靠性高。