一种用于封装半导体元件的环氧模塑料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及环氧模塑料领域，特别涉及一种用于封装半导体元件的环氧模塑料。
【背景技术】
[0002] 在近年来的电子仪器小型化、轻量化、高性能化的市场动向中，半导体元件的高集 成化在不断发展，另外，在促进半导体装置的表面安装中，对半导体封装用环氧模塑料的 要求也越来越严格。伴随着半导体装置的小型化、薄型化，对半导体封固用环氧树脂组合物 要求变得日益严格。半导体器件的小型化、轻量化、集成化要求环氧模塑料有更高的流动 性，否则在封装过程中容易产生气孔、缺陷；半导体器件在260°C的表面回流温度进行安装 处理时，半导体元件或引线框与环氧模塑料的固化物的容易发生界面剥离、或半导体装置 产生裂纹等，大大增加了半导体装置可靠性受损的不良情况，因此要求环氧模塑料具备更 高的耐焊接回流性。基于上述背景考虑，环氧模塑料的最近发展方向是采用更低粘度的树 月旨，配合更多的无机填料的以达到高流动性、高耐焊接回流性的目的。为了降低成型时的低 粘度而保持流动性，已知有采用熔融粘度低的环氧树脂和酚醛树脂的方法，另外，为了提高 无机填料的配合量，已知有采用硅烷偶合剂对无机填料进行表面处理的方法。上述方法可 明显改善环氧模塑料的耐焊锡性，减少开裂，但问题是，随着无机填料量的增加，流动性变 短，导致在封装过程中容易产生气孔和缺陷，同时，环氧模塑料的生产也变得困难，容易出 现死料，严重影响生产效率。因此，仅采用这些方法，无法同时达到高流动性和高耐焊锡性、 耐开裂性。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种用于封装半导体元件的环氧模塑料，以克服上述现有技 术中提到的不足。
[0004]为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现： 一种用于封装半导体元件的环氧模塑料，包括组份： 环氧树脂4.7wt_7.7wt% 酸酸树脂3.9wt_6.9wt% 固化促进剂0.lwt-〇. 5wt% 无机填料80.0%-86.0% 多孔微球 0.1wt%_10wt%， 其中，上述多孔微球的d50粒径为1-20μπι、多孔微球孔道的孔径为10-800nm、多孔微 球的BET比表面积为300-1000m2/g。
[0005]优选的，所述环氧树脂包括选自由下列环氧树脂组成的组中的至少一种：邻甲酚 醛环氧树脂、联苯型环氧树脂;所述酚醛树脂包括选自由下列酚醛树脂组成的组中的至少 一种:具有亚联苯基骨架结构的苯酚芳烷基型树脂、酚醛清漆树脂。
[0006]优选的，所述环氧树脂优选邻甲酚醛环氧树脂，所述酚醛树脂优选具有亚联苯基 骨架结构的苯酚芳烷基型树脂。
[0007]优选的，所述环氧树脂优选联苯型环氧树脂，所述酚醛树脂优选酚醛清漆树脂。
[0008]优选的，所述多孔微球是指多孔二氧化硅微球、多孔氧化铝微球、多孔二氧化钛微 球中的一种或多种。
[0009]优选的，所述多孔微球，其孔道为无序孔道、平行孔道、垂直孔道、3D孔道中的一种 或多种。
[0010]优选的，所述多孔微球是指孔道表面经过氨基、巯基、环氧基中的任意一种或多种 基团修饰的多孔微球。
[0011] 没有特别限制在本发明中使用的无机填料，其可以选自球形硅微粉、结晶硅微粉、 熔融硅微粉、氧化铝、氢氧化铝、硼酸锌等，为了达到优异的流动性，特别优选球形硅微粉。
[0012] 没有特别限制在本发明中使用的固化促进剂，只要它们促进环氧基和酚羟基之间 的反应即可。促进剂的实例是有机磷如三苯基膦，咪唑化合物如2-甲基咪唑和2-苯基咪唑， 二氮杂环烯烃如1，8_二氮杂双环(5,4,0)十一烯-7及其衍生物，这些可以单独地或结合两 种或多种使用。
[0013]在本发明的环氧模塑料中，将环氧树脂、酚醛树脂、无机填料、固化促进剂、多孔微 球作为必要成分，除此之外，还可根据需要适当配合硅烷偶联剂、蜡类脱模剂、炭黑等颜料、 硼酸锌等阻燃剂。
[0014]本发明的环氧模塑料可通过使用高混机充分地均匀混合所有物质，然后通过双辊 机或捏合机等熔融捏合，捏合后的混合物经冷却、粉碎、混合而得到。
[0015]本发明的环氧模塑料可通过压铸、压塑和注塑等方法封装各种半导体元件来生产 半导体器件。
[0016]本发明的有益效果在于:通过本发明所得的环氧模塑料做为封装材料，在应用于 半导体器件生产时，具有流动性和抗焊接开裂性优良的的特点，所得到的半导体器件具有 优异的成型性和耐焊接回流性的优点。
【具体实施方式】
[0017]下面将通过实施例更详细描述本发明，但是本发明不仅限于由下述实验例组成的 实施例。
[0018]在下面所有实施例中包括的环氧树脂、酚醛树脂和多孔微球，表述如下： E-1:邻甲酚型环氧树脂(软化点102°C) E-2:联苯型环氧树脂(熔点93°C) P-1:具有亚联苯基骨架结构的苯酚芳烷基型树脂(软化点63°C) P-2:酚醛清漆树脂(软化点76°C) W-1:多孔二氧化硅微球(d50=5ym) W-2:多孔氧化铝微球(d50=lΙμπι) W-3:孔道表面经氨基修饰的多孔二氧化硅微球(d50=6ym) W-4:多孔二氧化钛微球(d50=15ym) 实施例1 实施例1包括如下组分： E-l:6.0重量份P-1:5.1重量份 W-l:4.5重量份 球形娃微粉:83.0重量份 2-甲基咪唑:0.2重量份 硼酸锌:0.4重量份 硅烷偶联剂:0.3重量份 蜡类脱模剂:0.2重量份 炭黑:〇.3重量份 将上述物质在室温下于高混机中混合均匀，然后经过双螺杆挤出机在80-100°C进行熔 融混炼，冷却，然后粉碎，经混合后得到环氧模塑料。按照下列方法评价环氧模塑料。评价结 果见表1。
[0019] 螺旋流动长度:在传递模塑机上借助EMMI-1-66螺旋流动金属模具测试，测试条件 为:温度：175°C，压力：7.0MPa，保压时间：120s。螺旋流动长度是测评流动性的参数，该值 越大表示流动性越好，单位为cm。
[0020] 耐焊接回流性:采用低压传递模塑机，使其粘结7cmX7cmX0.5cm娃芯片的14cmX 20cmX2.7cm80大小的pQFP引线框(铜）成型，成型条件:温度175°C，注塑时间：10s，固化时 间：90s，注塑压力：9.8MPa。175°C下固化8小时后，在85°C和85%湿度条件下湿化168小时， 然后通过IR回流，最高温度为260°C，连续通过三次(三次，每次在225°C或更高温度下进行 l〇s)。然后，利用超声缺陷检测器检测内部裂痕和分层情况。依据10个封装件中芯片分层数 和内部裂痕数进行评价。
[0021 ] 实施例2-10和比较实施例11-13 实施例2-10和比较实施例11-13按照表1所包括的组分和含量，用与制备实施例1的相 同方法制备得到环氧模塑料，并且按照与实施例1相同的评价方法进行进行评价。结果如表 1所示。
本发明的用于封装半导体元件的环氧模塑料，表现的优异性质在于保证高填充的同 时，流动性高、应力小，耐焊接回流性好。当使用该环氧模塑料进行半导体元件封装时，成形 性表现优异，与引线框的粘附性也很优异，可以获得耐焊接回流性表现优异的半导体器件。 因此，该环氧模塑料可有利地用于半导体元件封装。
【主权项】
1. 一种用于封装半导体元件的环氧模塑料，其特征在于:包括组份： 环氧树脂4.7wt_7.7wt% 酸酸树脂3.9wt_6.9wt% 固化促进剂Ο.lwt-0.5wt% 无机填料80.0%-86.0% 多孔微球 0 ·lwt%_10wt%， 其中，上述多孔微球的d50粒径为1-20μπι、多孔微球孔道的孔径为10-800nm、多孔微 球的BET比表面积为300-1000m2/g。2. 根据权利要求1所述的用于封装半导体元件的环氧模塑料，其特征在于:所述环氧树 脂包括选自由下列环氧树脂组成的组中的至少一种:邻甲酚醛环氧树脂、联苯型环氧树脂； 所述酚醛树脂包括选自由下列酚醛树脂组成的组中的至少一种:具有亚联苯基骨架结构的 苯酚芳烷基型树脂、酚醛清漆树脂。3. 根据权利要求2所述的用于封装半导体元件的环氧模塑料，其特征在于:所述环氧树 脂优选邻甲酚醛环氧树脂，所述酚醛树脂优选具有亚联苯基骨架结构的苯酚芳烷基型树 脂。4. 根据权利要求2所述的用于封装半导体元件的环氧模塑料，其特征在于:所述环氧树 脂优选联苯型环氧树脂，所述酚醛树脂优选酚醛清漆树脂。5. 根据权利要求1所述的用于封装半导体元件的环氧模塑料，其特征在于:所述多孔微 球是指多孔二氧化硅微球、多孔氧化铝微球、多孔二氧化钛微球中的一种或多种。6. 根据权利要求5所述的用于封装半导体元件的环氧模塑料，其特征在于:所述多孔微 球，其孔道为无序孔道、平行孔道、垂直孔道、3D孔道中的一种或多种。7. 根据权利要求1或5或6所述的用于封装半导体元件的环氧模塑料，其特征在于:所述 多孔微球是指孔道表面经过氨基、巯基、环氧基中的任意一种或多种基团修饰的多孔微球。
【专利摘要】本发明公开了一种用于封装半导体元件的环氧模塑料，包括组份：环氧树脂4.7wt-7.7wt%、酚醛树脂3.9wt-6.9wt%、固化促进剂0.1wt-0.5wt%、无机填料80.0%-86.0%、多孔微球0.1wt%-10wt%，其中，上述多孔微球的d50粒径为1-20μm、多孔微球孔道的孔径为10-800nm、多孔微球的BET比表面积为300-1000m2/g。本发明的优点有：通过本发明所得的环氧模塑料做为封装材料，在应用于半导体器件生产时，具有流动性和抗焊接开裂性优良的特点，所得到的半导体器件具有优异的成型性和耐焊接回流性的优点。
【IPC分类】C08L63/00, H01L23/29, C08K7/26, C08K13/04, C08K3/38, C08K7/24, C08K5/3445, C08K3/22, C08L61/06, C08K3/36, C08K3/04
【公开号】CN105419236
【申请号】CN201510952561
【发明人】刘娜
【申请人】无锡创达新材料股份有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月18日