环保型环氧树脂组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种环氧树脂组合物及其制备方法，特别是一种具有流动性良好、成 型工艺性能良好，适用于SOP和QFP封装的的环保型环氧树脂组合物及该组合物的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 随着半导体行业的快速发展，电子封装的结构也有早期的通孔安装的封装形式， 如双列式封装（DIP)、单列式封装（SIP/SIP)及针栅阵列封装（PGA)等，发展到表面贴装式 的四边引线扁平封装（QFP)、小外形封装（S0P/S0J)，薄形小外形封装（TSOP)、无引线片式 载体（LCC)、球栅阵列封装（BGA)等以及更高级直接粘结式的芯片直接焊接（COB)、带式载 带封装（TCP)等，而以芯片尺寸级封装、三维叠层封装以及全硅圆片型封装的新型封装工 艺也正逐步登陆市场。
[0003] 其中，SOP和QFP作为中高端市场的主流，在封装工艺与市场日趋成熟的条件下， 竞争也日益激烈，不仅仅要求环氧模塑料要满足260°C的回流焊条件，使用环保阻燃剂等， 低成本已经成为参与竞争的的必不可少的砝码。因此开发低成本、绿色环保高可靠性的环 氧树脂组合物势在必行。
[0004] 在公开的技术当中，采用硅烷偶联剂对无机填料进行表面处理而增加无机填料的 含量（例如，参照特开平8-20673号公报），可以保持成型时的低粘度和高流动性。然而， 该方法中使用的传统硅烷偶联剂分子量较小，与无机填料之间的结合力较差，起不到一定 的增韧效果，从而使得环氧树脂组合物熔融粘度还不够小，因此需要进一步改进技术。日本 特开2002-220515中公开了一种环氧树脂组合物，填料量达到80%，熔融黏度较高，螺旋流 动长度较低。成型工艺性能不好，塑封料封装器件表面有气孔。为了提高封装材料的耐焊 性，填料量会达到85-90%，使用低粘度的树脂体系时，熔融粘度也可以很低，螺旋流动长度 也可以做到很长。但是有些SOP和QFP的金（或铜）引线较长或弧度很大的情况下，会造 成冲丝的问题，影响封装器件的可靠性。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种用于半导体器件 封装的环氧树脂组合物及其制备方法，通过控制填料球形二氧化娃粉的最大粒度，改善树 脂组合物的填充性能，能够满足金（或铜）引线较长或引线弧度很大的SOP和QFP的要求。
[0006] 本发明的环保型环氧树脂组合物，包含环氧树脂、酚醛树脂和无机填料，还包含有 固化促进剂、阻燃剂、脱模剂、无机离子捕捉剂、硅烷偶联剂、着色剂和低应力改性剂中的 一种或几种，所述的环氧树脂在组合物的重量百分含量为4~6wt%，所述的酚醛树脂在 组合物的重量百分含量为4~6wt%，所述的无机填料在组合物的重量百分含量为83~ 87wt% ；
[0007] 所述的无机填料为球形二氧化硅粉，所述的球形二氧化硅粉最大粒径为40~65 微米。优选为45-55微米。当最大粒径小于40微米时，会导致封装时产生溢料及流动性不 佳造成的冲丝，当最大粒径大于65微米时，会由于粒径过大，造成冲丝。
[0008] 所述的环氧树脂选自下述式（1)和式（2)所示的环氧树脂中的一种或两种；
[0010] 所述的酚醛树脂选自下述式（3)和式（4)所示的酚醛树脂中的一种或两种；
[0013] 上述各式中，η为1-5中任意一个整数，R为H或_CH3。
[0014] 所述的固化促进剂，只要能促进环氧基和酚羟基的固化反应即可，无特别限定。所 述的固化促进剂在环氧树脂组合物中的重量百分含量为〇. 1~lwt% ;可以选自咪唑化合 物、叔胺化合物和有机膦化合物等中的一种或几种。
[0015] 所述的咪唑化合物选自2 -甲基咪唑、2,4 一二甲基咪唑、2 -乙基一 4 一甲基咪 唑、2 -苯基咪唑、2 -苯基一 4 一甲基咪唑和2 -（十七烷基）咪唑等中的一种或几种。
[0016] 所述的叔胺化合物选自三乙胺卞基二甲胺、α -甲基卞基二甲胺、2 -（二甲胺基 甲基）苯酚、2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚和1，8-二氮杂双环（5,4,0)十一碳烯一 7 等中的一种或几种。
[0017] 所述的有机膦化合物选自三苯基膦、三甲基膦、三乙基膦、三丁基膦、三（对甲基 苯基）膦和三（壬基苯基）膦等中的一种或几种。
[0018] 所述的脱模剂在环氧树脂组合物中的重量百分含量为0. 01~lwt% ;可以选自巴 西棕榈蜡、合成蜡和矿物质蜡中的一种或几种。
[0019] 所述的无机离子捕捉剂在环氧树脂组合物中的重量百分含量为0. 05~0. 5wt% ; 包括但不限于选自水合金属氧化物（如Bi2O3 · 3H20)、酸性金属盐（如：Zr (HPO4) 2 · H20) 及铝镁的化合物（如：Mg6Al2 (CO3) (OH) 16 · 4H20)中的一种或几种。
[0020] 本发明的包含环保型环氧树脂组合物中所使用的是不含溴锑的阻燃剂，所述的阻 燃剂在环氧树脂组合物中的重量百分含量为〇_4wt% ;可用金属氢氧化物、水和金属化合 物、金属氧化物、钼酸盐、硼酸盐、磷酸盐、含膦化合物含氮化合物，这些化合物可单独使用 或两种以上混合使用。
[0021] 所述的硅烷偶联剂在环氧树脂组合物中的重量百分含量为0. 3~lwt% ;可以选 自γ-环氧丙基丙基醚三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基 硅烷和γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
[0022] 所述的着色剂在环氧树脂组合物中的重量百分含量为0. 2~0. 8wt% ;如炭黑。
[0023] 所述的低应力改性剂在环氧树脂组合物中的重量百分含量为0. 1~2wt% ;如液 体硅油、硅橡胶粉末或它们的混合物等。
[0024] 优选地，
[0025] 所述的固化促进剂在环氧树脂组合物中的重量百分含量为0. lwt% ;
[0026] 所述的阻燃剂在环氧树脂组合物中的重量百分含量为2wt% ;
[0027] 所述的脱模剂在环氧树脂组合物中的重量百分含量为0. 5wt% ;
[0028] 所述的无机离子捕捉剂在环氧树脂组合物中的重量百分含量为0. 4wt% ;
[0029] 所述的硅烷偶联剂在环氧树脂组合物中的重量百分含量为0. 5wt% ;
[0030] 所述的着色剂在环氧树脂组合物中的重量百分含量为0. 5wt% ;
[0031] 所述的低应力改性剂在环氧树脂组合物中的重量百分含量为lwt%。
[0032] 所述的球形二氧化硅粉填料的表面可以使用硅烷偶联剂进行表面处理。
[0033] 所述的球形二氧化硅粉末的中位径（D50)都为10~30微米。
[0034] 本发明的包含环保型环氧树脂组合物的制备方法：将环氧树脂、酚醛树脂、球形二 氧化娃粉娃粉填料混合均勾，包含其它成分时将其它成分与上述成分同时混合均勾，然后 在温度为70~100°C的双辊筒混炼机上熔融混炼均匀，将混合均匀的物料从双辊筒混炼机 上取下自然冷却、粉碎得到所述的包含环保型环氧树脂组合物的粉状料；进一步预成型为 饼料，获得包含环保型环氧树脂组合物的成型材料。
[0035] 本发明采用上述组合物和制备方法后，其有益效果为：本发明的包含环保型环氧 树脂组合物是一种填充性优良的半导体封装用材料，该组合物同时还具备了必要的流动 性、高可靠性、阻燃性。该树脂组合物适合封装SOP及QFP，可以较好改善对金（或铜）引线 的冲击。特别适用于引线较长、弧度较大的SOP及QFP的要求。
【具体实施方式】
[0036] 以下结合实施例进一步说明本发明，但这仅是举例，并不是对本发明的限制。
[0037] 本发明中涉及到的各成分及代号如下：
[0038] Al :环氧树脂（日本大日本油墨制HP5000)，
[0039] A2 :环氧树脂（日本三菱化学制"YX-4000H"）
[0040] Bl :联苯苯酚线性酚醛树脂（日本明和化成制"MEH7851SS"）
[0041] B2 :苯酚烷基酚醛树脂（日本明和化成制"MEH7800SS"）
[0042] C :固化促进剂2-乙基-4甲基咪唑（日本四国化成制）
[0043] Dl :球形二氧化硅微粉（江苏联瑞制"DQ1200E"，d50为18 μ m，最大粒径55微米）
[0044] D2 :球形二氧化硅微粉（江苏联瑞制"DQ1200F"，d50为16 μ m，最大粒径45微米）
[0045] D3 ;球形二氧化硅微粉（江苏联瑞制"DQ1200B"，d50为19 μ m，最大粒径75微米）
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