本發(fā)明屬于光半導(dǎo)體器件及集成電路封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光半導(dǎo)體器件封裝用環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前，作為封裝光半導(dǎo)體器件及集成電路的透光環(huán)氧樹脂組合物，要求所述組合物的固化材料具有透明性。通常，廣泛使用利用環(huán)氧樹脂如雙酚A型環(huán)氧樹脂或脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和作為固化劑的酸酐而獲得的環(huán)氧樹脂組合物。該環(huán)氧樹脂組合物的固化材料的確具有優(yōu)良的透光性，為保持這種高透光性，組合物中通常不添加無機(jī)填料，這樣一來導(dǎo)致組合物的固化材料線性膨脹系數(shù)比較大，特別是組合物的固化材料溫度在玻璃化溫度Tg以上時(shí)表現(xiàn)尤為突出。上述組合物固化材料的玻璃化溫度Tg一般在90℃~150℃之間，當(dāng)組合物封裝了光半導(dǎo)體器件固化后在過回流焊或波峰焊時(shí)要承受200℃以上的高溫，遠(yuǎn)高于其玻璃化溫度Tg，此時(shí)由于組合物固化材料線性膨脹很大，容易引起固化材料與支架或芯片分層以及拉斷引線等不良，當(dāng)器件比較大時(shí)像集成電路及大規(guī)模集成電路，這種不良尤為突出，另外由于不含無機(jī)填料導(dǎo)熱不良，由于熱富集而引起的不良無法克服，加速樹脂的熱老化降低透光率。

綜上所述，現(xiàn)有的環(huán)氧樹脂組合物固化材料存在線性膨脹系數(shù)比較大，容易引起固化材料與支架或芯片分層以及拉斷引線等不良；不含無機(jī)填料導(dǎo)熱不良，熱富集而引起的不良無法克服的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種光半導(dǎo)體器件封裝用環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有的環(huán)氧樹脂組合物固化材料存在線性膨脹系數(shù)比較大，容易引起固化材料與支架或芯片分層以及拉斷引線等不良；不含無機(jī)填料導(dǎo)熱不良，熱富集而引起的不良無法克服的問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種光半導(dǎo)體器件封裝用環(huán)氧樹脂組合物，所述光半導(dǎo)體器件封裝用環(huán)氧樹脂組合物按照重量份數(shù)由環(huán)氧樹脂100份、固化劑30份~70份、玻璃粉150份~200份、固化促進(jìn)劑 0.5份~5份、脫模劑2份~5份和偶聯(lián)劑2份~6份組成。

進(jìn)一步，所述環(huán)氧樹脂包括雙酚 A 型環(huán)氧樹脂、雙酚 F 型環(huán)氧樹脂、雙酚 S 型環(huán)氧樹脂、酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、含氮環(huán)狀環(huán)氧樹脂、氫化的雙酚 A 型環(huán)氧樹脂、氫化的雙酚 F 型 環(huán)氧樹脂、脂族環(huán)氧樹脂、縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂、烷基取代的雙酚的二縮水甘油醚、縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂、線性脂族環(huán)氧樹脂、雙環(huán)型環(huán)氧樹脂、萘型環(huán)氧樹脂中的任意一種。

進(jìn)一步，所述固化劑為鄰苯二甲酸酐、馬來酸酐、偏苯三酸酐、均苯三酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基橋亞甲基四氫鄰苯二甲酸酐、戊二酸酐中任意一種、兩種或多種組合。

進(jìn)一步，所述固化促進(jìn)劑為甲基咪唑、2，4~二甲基咪唑、2~乙基~4~甲基咪唑、2~苯基咪唑、2~苯基~4~甲基咪唑、2~（十七烷基）咪唑類化合物、三乙胺基芐基二甲胺、α~甲基芐基二甲胺、2~（二甲胺基甲基）苯酚、2，4，6~三（二甲胺基甲基）苯酚、1，8~二氮雜雙環(huán)（5，4，0）十一碳烯~7叔胺基化合物以及三苯基膦、三乙基膦、三丁基膦、三（對(duì)甲基苯基）有機(jī)膦化合物中的任意一種。

進(jìn)一步，所述脫模劑為巴西棕櫚蠟，氧化聚乙烯蠟，酯化蠟中任意一種、兩種或多種組合。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述光半導(dǎo)體器件封裝用環(huán)氧樹脂組合物的制備方法，所述光半導(dǎo)體器件封裝用環(huán)氧樹脂組合物的制備方法包括以下步驟：

步驟一，按照重量份數(shù)將環(huán)氧樹脂100份、固化劑30份~70份、玻璃粉150份~200份、固化促進(jìn)劑 0.5份~5份、脫模劑2份~5份和偶聯(lián)劑2份~6份在90℃捏合機(jī)中混合均勻；

步驟二，然后在雙輥煉膠機(jī)上繼續(xù)混煉，直至組合物達(dá)到所需要的膠化時(shí)間或螺旋流動(dòng)長度，混煉溫度80℃~90℃，混煉后冷卻粉碎。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用所述光半導(dǎo)體器件封裝用環(huán)氧樹脂組合物的封裝的光半導(dǎo)體器件。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用所述光半導(dǎo)體器件封裝用環(huán)氧樹脂組合物的封裝的集成電路。

本發(fā)明提供的光半導(dǎo)體器件封裝用環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法，采用玻璃粉作為填充劑用于光半導(dǎo)體器件封裝環(huán)氧樹脂組合物中，使環(huán)氧樹脂組合物固化后具有出色的透光性能、低膨脹系數(shù)和高導(dǎo)熱性能，該環(huán)氧樹脂組合物可廣泛用于封裝光半導(dǎo)體器件及大規(guī)模集成電路，由環(huán)氧樹脂、固化劑、固化促進(jìn)劑、玻璃粉、偶聯(lián)劑、脫模劑等組分組成；環(huán)氧樹脂組合物固化后具有出色的透光性能，同時(shí)具有低膨脹系數(shù)和高導(dǎo)熱性能。在本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物中，在不損失所獲得的固化物材料特性的范圍內(nèi)，可根據(jù)目的而進(jìn)一步添加各種添加劑。作為添加劑，列舉出：增韌劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、抗靜電劑、消泡劑、觸變性賦予劑等。用于進(jìn)一步提高固化物材料的耐光性和耐熱性的抗氧化劑，加入量控制在0.5-1%，用于改良固化物材料的機(jī)械、物理性能和粘接性的增塑劑。本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物由于具有出色的透光性能、低膨脹系數(shù)和高導(dǎo)熱性能，特別適合用于封裝感光或發(fā)光的集成電路及大規(guī)模集成電路，尤其是面積大又比較薄的封裝形式，可以有效抑制翹曲。因此，可以預(yù)見本發(fā)明所述的環(huán)氧樹脂組合物在光電半導(dǎo)體封裝行業(yè)會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的光半導(dǎo)體器件封裝用環(huán)氧樹脂組合物的制備方法流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。

本發(fā)明實(shí)施例提供的光半導(dǎo)體器件封裝用環(huán)氧樹脂組合物按照重量份數(shù)由環(huán)氧樹脂100份、固化劑30份~70份、玻璃粉150份~200份、固化促進(jìn)劑 0.5份~5份、脫模劑2份~5份和偶聯(lián)劑2份~6份組成。

本發(fā)明可使用的環(huán)氧樹脂包括雙酚 A 型環(huán)氧樹脂；雙酚 F 型環(huán)氧樹脂；雙酚 S 型環(huán)氧樹脂；酚醛清漆型環(huán)氧樹脂如苯酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂和甲酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂；脂環(huán)族環(huán)氧樹脂；含氮環(huán)狀環(huán)氧樹脂如異氰脲酸單縮水甘油酯、異氰脲酸二縮水甘油酯、異氰脲酸三縮水甘油酯和乙內(nèi)酰脲型環(huán)氧樹脂；氫化的雙酚 A 型環(huán)氧樹脂；氫化的雙酚 F 型 環(huán)氧樹脂；脂族環(huán)氧樹脂；縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂；烷基取代的雙酚等的二縮水甘油醚；通過多胺如二氨基二苯基甲烷、異氰脲酸等與環(huán)氧氯丙烷的反應(yīng)而獲得的縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂；通過利用過酸如過乙酸對(duì)烯烴鍵進(jìn)行氧化而獲得的線性脂族環(huán)氧樹脂；主要用作提供具有低吸水率的固化樹脂類型的聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂；雙環(huán)型環(huán)氧樹脂；以及萘型環(huán)氧樹脂。 這些環(huán)氧樹脂可以單獨(dú)使用或者以其兩種以上組合使用。 其中，從防止環(huán)氧樹脂組合物封裝光半導(dǎo)體固化后顏色改變的角度考慮，優(yōu)選使用雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族型環(huán)氧樹脂或異氰脲酸三縮水甘油酯。作為這些環(huán)氧樹脂，通常使用具有100~1000環(huán)氧當(dāng)量和120℃以下軟化點(diǎn)的環(huán)氧樹脂。這是因?yàn)椋赡艽嬖谌缦虑闆r ：當(dāng)環(huán)氧當(dāng)量太低時(shí)，環(huán)氧樹脂組合物固化材料變脆；而當(dāng)環(huán)氧當(dāng)量太高時(shí)，存在環(huán)氧樹脂組合物固化材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 (Tg) 變低的趨勢。

本發(fā)明的固化劑從透明角度考慮，通常使用酸酐基固化劑。其例子包括無色或淡黃色的酸酐如鄰苯二甲酸酐、馬來酸酐、偏苯三酸酐、均苯三酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基橋亞甲基四氫鄰苯二甲酸酐、戊二酸酐。這些可單獨(dú)使用或兩種或多種組合使用。在上述的酸酐固化劑中，優(yōu)選使用鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐或甲基四氫鄰苯二甲酸酐。

本發(fā)明的固化促進(jìn)劑可以是甲基咪唑、2，4~二甲基咪唑、2~乙基~4~甲基咪唑、2~苯基咪唑、2~苯基~4~甲基咪唑、2~（十七烷基）咪唑等咪唑類化合物；三乙胺基芐基二甲胺、α~甲基芐基二甲胺、2~（二甲胺基甲基）苯酚、2，4，6~三（二甲胺基甲基）苯酚、1，8~二氮雜雙環(huán)（5，4，0）十一碳烯~7等叔胺基化合物；以及三苯基膦、三乙基膦、三丁基膦、三（對(duì)甲基苯基）膦等有機(jī)膦化合物。

本發(fā)明的脫模劑可以是常見的用于電子器件封裝用環(huán)氧樹脂組合物中使用的脫模劑，像巴西棕櫚蠟，氧化聚乙烯蠟，酯化蠟等。作為脫模劑這些蠟可單獨(dú)使用或兩種或多種組合使用。從透光率角度考慮，優(yōu)選氧化聚乙烯蠟和酯化蠟。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的光半導(dǎo)體器件封裝用環(huán)氧樹脂組合物的制備方法包括以下步驟：

S101：按照重量份數(shù)將環(huán)氧樹脂100份、固化劑30份~70份、玻璃粉150份~200份、固化促進(jìn)劑 0.5份~5份、脫模劑2份~5份和偶聯(lián)劑2份~6份在90℃捏合機(jī)中混合均勻；

S102：然后在雙輥煉膠機(jī)上繼續(xù)混煉，直至組合物達(dá)到所需要的膠化時(shí)間或螺旋流動(dòng)長度，混煉溫度80℃~90℃，混煉后冷卻粉碎。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步的描述。

實(shí)施例A

環(huán)氧樹脂選用雙酚 A 型環(huán)氧樹脂（環(huán)氧當(dāng)量650，軟化點(diǎn)78℃）45份，雙酚 A 型環(huán)氧樹脂（環(huán)氧當(dāng)量800，軟化點(diǎn)92℃）45份，異氰脲酸三縮水甘油酯（TGIC）（環(huán)氧當(dāng)量100，熔點(diǎn)102℃）10份；固化劑選用甲基六氫鄰苯二甲酸酐（MeHHPA）和六氫鄰苯二甲酸酐(HHPA)各20份；球型玻璃粉（平均粒徑20?，折光指數(shù)1.55）100份，球型玻璃粉（平均粒徑5?，折光指數(shù)1.55）47份；固化促進(jìn)劑用三苯基膦1份；脫模劑選用科萊恩化工(中國)有限公司生產(chǎn)的Licowax KSL和Licowax 191各2份；偶聯(lián)劑選用KH560（江蘇晨光偶聯(lián)劑有限公司生產(chǎn)）2份。

將上述原材料先在90℃捏合機(jī)中混合均勻，然后在雙輥煉膠機(jī)上繼續(xù)混煉，直至組合物達(dá)到所需要的膠化時(shí)間或螺旋流動(dòng)長度，混煉溫度80℃~90℃，混煉后冷卻粉碎。

實(shí)施例B

選用組分除球型玻璃粉（平均粒徑20?，折光指數(shù)1.55）150份，球型玻璃粉（平均粒徑5?，折光指數(shù)1.55）70.5份外，其它組分與實(shí)施例A相同，其制備方法也與實(shí)施例A相同。

實(shí)施例C

選用組分除球型玻璃粉（平均粒徑20?，折光指數(shù)1.55）300份，球型玻璃粉（平均粒徑5?，折光指數(shù)1.55）141份外，其它組分與實(shí)施例A相同，其制備方法也與實(shí)施例A相同。

對(duì)比例A

選用組分除結(jié)晶型二氧化硅微粉（平均粒徑20?）100份，結(jié)晶型二氧化硅微粉（平均粒徑5?）47外，其它組分與實(shí)施例A相同，其制備方法也與實(shí)施例A相同。

對(duì)比例B

選用組分除球型二氧化硅微粉（平均粒徑20?）100份，球型二氧化硅微粉（平均粒徑5?）47外，其它組分與實(shí)施例A相同，其制備方法也與實(shí)施例A相同。

對(duì)比例C

選用組分除去掉玻璃粉外，其它組分與實(shí)施例A相同，其制備方法也與實(shí)施例A相同。

實(shí)施例及對(duì)比例配方匯總見表1。

表1實(shí)施例及對(duì)比例配方匯總

下面結(jié)合性能測試對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用效果作詳細(xì)的描述。

按照下述方法進(jìn)行：

1.透光率

（1）樣片制備：樣片尺寸為25mm×15mm×1mm（長×寬×厚），模具溫度150±2℃，傳遞壓力40±2㎏/㎝²，注進(jìn)時(shí)間40秒，固化時(shí)間160秒，為了防止制備樣片時(shí)產(chǎn)生氣泡而影響測試結(jié)果，預(yù)先將粉料壓制成圓柱形錠料。

（2）測試：測試儀器為日本島津公司的UV~2600型UV~VIS分光光度計(jì)（帶積分球），測試波長為850nm。

2.平均線性膨脹系數(shù)

（1）樣片制備：樣條尺寸為6mm×6mm×50mm，模具溫度150±2℃，傳遞壓力40±2㎏/㎝²，注進(jìn)時(shí)間40秒，固化時(shí)間160秒，成型后在150℃固化3小時(shí)。為了防止制備樣片時(shí)產(chǎn)生氣泡而影響測試結(jié)果，預(yù)先將粉料壓制成圓柱形錠料。

（2）測試：測試儀器為PCY型高溫臥式膨脹儀，湘潭華豐儀器制造有限公司生產(chǎn)，測試溫度20℃~175℃。

3.彎曲強(qiáng)度與彎曲模量 按照GB/T 9341~2008樣條尺寸為80mm×10mm×4mm

樣條制備：將樣品錠料在150±2℃模壓成型固化5分鐘，取出樣條再在150℃下后固化3小時(shí)。

測試：儀器為UTM5000型電子萬能試驗(yàn)機(jī)，深圳三思縱橫科技股份有限公司制造。

每一款樣品測試5根樣條取平均值。

以上性能測試結(jié)果見表2

4.導(dǎo)熱率

（1）樣片制備：樣片尺寸為Ф30mm×2mm，將樣品錠料在150±2℃模壓成型固化5分鐘，取出樣片再在150℃下后固化3小時(shí)。

（2）測試：測試儀器為DRL~III導(dǎo)熱系數(shù)測試儀，湘潭市儀器儀表有限公司生產(chǎn)。

表2性能測試結(jié)果

從以上對(duì)比結(jié)果來看，實(shí)施例與對(duì)比例A和對(duì)比例B相比透光率有顯著提高，顯示出了優(yōu)異的透光性能，而且透光率隨透明硅微粉的增加降低并不明顯。

實(shí)施例與對(duì)比例C相比，透光率有所降低，但是平均線性膨脹系數(shù)具有更顯著的減小，同時(shí)導(dǎo)熱率也提高非常明顯，彎曲強(qiáng)度也有大幅度提高。

本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物由于具有出色的透光性能、低膨脹系數(shù)和高導(dǎo)熱性能，特別適合用于封裝感光或發(fā)光的集成電路及大規(guī)模集成電路，尤其是面積大又比較薄的封裝形式，可以有效抑制翹曲。因此，可以預(yù)見本發(fā)明所述的環(huán)氧樹脂組合物在光電半導(dǎo)體封裝行業(yè)會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。