一種環(huán)氧塑封料及其制備方法
【專利說明】-種環(huán)氧塑封料及其制備方法 【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及集成電路封裝領域，具體涉及一種環(huán)氧塑封料及其制備方法。 【【背景技術】】
[0002] 本世紀五十年代，隨著半導體器件、集成電路的迅速發(fā)展，陶瓷、金屬、玻璃等封裝 難W適應工業(yè)化的要求，而且成本高。人們就想用塑料來代替上述封裝，美國首先開始該方 面的研究，然后傳到日本，到1962年，塑料封裝晶體管在工業(yè)上已初具規(guī)模。日、美等公司 不斷精選原材料、生產(chǎn)工藝，最終確定W鄰甲酯環(huán)氧樹脂為主體材料加工制成的環(huán)氧塑封 料。目前世界上環(huán)氧塑封料主要生產(chǎn)廠家國外有日東電工、住友電木（包括新加坡、蘇州 分廠）、日立化成、松下電工、信越化學、臺灣長春（包括常熟分廠）、臺灣葉緒亞、臺灣長興 中國昆山工廠、東芝、DEXTER、HYS0L、PLASK0N、韓國H星、韓國東進等生產(chǎn)廠家。在我國半 導體封裝材料的開發(fā)經(jīng)歷了酷酵樹脂、娃麗樹脂，1,2-聚己下二帰，有機娃改性環(huán)氧等幾個 階段，最終形成W鄰甲酯環(huán)氧樹脂為主體材料的環(huán)氧塑封料。其成份主要W環(huán)氧樹脂為主 體材料，酷酵樹脂為固化劑，外加填料、脫模劑，阻燃劑、偶聯(lián)劑、著色劑、促進劑等助劑，通 過加熱擠煉W得到B階段的環(huán)氧塑封料，然后通過高溫低壓傳遞來封裝分立器件、集成電 路。國內(nèi)主要生產(chǎn)廠家有連云港華威電子、中科院化學所、佛山市億通電子、浙江黃巖昆山 工廠、成都奇創(chuàng)、無錫化工設計院、無錫昌達和浙江金華恒耀等。它作為新一代的非氣密性 封裝材料，與氣密性金屬、陶瓷封裝相比，便于自動化，提高封裝效率，降低成本。它具有體 積小，重量輕，而且結構簡單，工藝方便，耐化學腐蝕性較好，電絕緣性能好，機械強度高等 優(yōu)點。目前，已成為半導體分立器件、集成電路封裝的主流材料，越來越得到廣泛的應用，現(xiàn) 階段環(huán)氧塑封料封裝已占整個封裝的90% W上，全球年用量8-11萬噸，國內(nèi)2-3萬噸。
[0003] 微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平，已成為一個國家綜合科技實力的一種衡量指標。而材料 是發(fā)展微電子工業(yè)基礎的基礎，作為生產(chǎn)微小電子元件和集成電路的主要結構材料-環(huán)氧 塑封料也始終處于飛速發(fā)展中，并且，由于現(xiàn)代電子封裝技術的發(fā)展，也大大地促進了集成 電路和電子器件的發(fā)展；封裝對系統(tǒng)的影響已變得和芯片一樣重要。目前，國外的1C芯片 技術向高度集成化、布線細致化、芯片大型化及表面貼裝（SMT)方向發(fā)展。與此相適應，各 國在進一步加大對芯片制造投入的同時，競相對封裝技術的研究開發(fā)注人大量的資金，電 子封裝技術呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢。而環(huán)氧塑封料的高可靠性、適應性等特點，比較全面地 解決了微電子行業(yè)，尤其是動態(tài)隨機存儲器值RAM)集成電路（1C)及其分立器件的封裝問 題。
[0004] 為適應現(xiàn)代電子封裝的要求，環(huán)氧塑封料研究的趨勢是向開發(fā)兼顧高純度、高可 靠性、高導熱、高耐焊性、高耐濕性、高粘接強度、高玻璃化溫度、低有害雜質、低應力、低膨 脹、低粘度、環(huán)保、易加工等優(yōu)越性能的新型材料方向發(fā)展。用于塑料封裝的樹脂必須具備 W下優(yōu)點：（1)具有較好的耐寒性、耐濕性、耐熱性、耐大氣性、耐福射性W及散熱性；（2)具 有與金屬、非金屬材料基本相匹配的熱膨脹系數(shù)；（3)在寬的溫度、頻率范圍內(nèi)，具有良好 的介電性能；(4)固化過程中收縮率要小，粘接性好，尺寸要穩(wěn)定；(5)不能污染半導體器件 表面及具有較好的機械加工性能。
[0005] 用塑料封裝方法生產(chǎn)晶體管、集成電路（1C)、大規(guī)模集成電路（LIC)、超大規(guī) 模集成電路（VLIC)等在國內(nèi)外已廣泛使用并成為主流。如；中國專利CN1962752A、 CN102093669AXN102211984A W及CN102372899A中都公開了一種不含漠、鍵阻燃劑的綠色 環(huán)保型環(huán)氧模塑料，燃燒過程中不會產(chǎn)生有害氣體，同時不添加P系、金屬氧化物阻燃劑， 達到化-94V-0級的阻燃標準；CN101497774A中公開了一種半導體芯片液體封裝料，固化收 縮率較小、膽存期較長，和傳統(tǒng)的半導體芯片固體塑封相比，具有成本低、體積小、與基板粘 貼牢固、可靠性好等優(yōu)點；CN102709257A中公開了一種半導體塑封料及其制造方法，該塑 封料中包含一種高分子吸水樹脂，覆蓋在填充料的外表面上，可W吸附半導體封裝件中的 潮氣，從而提高半導體封裝件的可靠性。
[0006] 然而，目前的環(huán)氧塑封料的熱學性能、力學性能W及電學性能等不夠理想。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007] 為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種環(huán)氧塑封料及其制備方法，從而可 W獲得較好的線膨脹系數(shù)和高的導熱系數(shù)、較高的彎曲強度和彈性模量、較低的介電常數(shù) 或介質損耗。
[0008] -種環(huán)氧塑封料，包括W下組分：
[0009] 環(huán)氧樹脂、偶聯(lián)劑、固化劑、固化促進劑W及填料；
[0010] 所述環(huán)氧樹脂是鄰甲酯酵環(huán)氧樹脂巧CN)，所述稀釋劑為環(huán)氧（類）活性稀釋劑； 所述偶聯(lián)劑是娃焼（類）偶聯(lián)劑，所述固化劑為潛伏性固化劑，所述固化促進劑為潛伏性固 化促進劑，所述填料是娃微粉。
[0011] ECN是一種多官能團縮水甘油離型環(huán)氧樹脂，因其固化產(chǎn)物具有優(yōu)良的機械強度、 電絕緣性、熱穩(wěn)定性、耐熱性和耐腐蝕性，因此在電子工業(yè)中被廣泛用作半導體器件、集成 電路等封裝材料；己二醇二縮水甘油離，它是一種雙環(huán)氧活性稀釋劑，無色透明液體，氣味 小，反應性及耐熱性優(yōu)良，固化時參與反應，形成鏈狀及網(wǎng)狀，不會在樹脂固化后留下孔隙、 氣泡等缺陷；KH-550是目前應用最廣泛的娃焼偶聯(lián)劑，具有兩種功能團，即氨基和己氧基。 其中H個可水解基團（己氧基），在反應中先水解生成娃醇，由于娃醇不穩(wěn)定，極易與無機 物或金屬表面的羥基結合脫水，從而與無機物或金屬結合起來。氨基上帶有兩個活潑氨可 W和各種聚合物發(fā)生反應，從而通過化學鍵將兩種性質完全不同的材料緊密的結合起來； 線性酷酵樹脂固化鄰甲酯酵環(huán)氧樹脂用于半導體封裝，該是它的一個主要應用領域。在酷 酵樹脂中含有大量的酷羥基，在加熱條件下可W固化環(huán)氧樹脂，形成高度交聯(lián)的結構。該個 體系即保持了環(huán)氧樹脂良好的黏附性，又保持了酷酵樹脂的耐熱性，使酷酵樹脂/環(huán)氧樹 脂可W在26(TC下長期使用，其耐熱性、耐水性、電性能均比較優(yōu)良，可用于成型材料，如集 成電路塊的包封，近年發(fā)展很快。另外，還廣泛用于印制線路板及粉末涂料方面；2,4,6-H (二甲氨基甲基）苯酷值MP-30)，其高溫反應活性較大，常溫下混合料粘度上升速度卻相對 很慢，因而DMP-30是一種使用特性優(yōu)良的促進劑。在DMP-30分子結構中，除苯環(huán)外還有 立個-CH2-N(CH3)2基團，空間位阻很大。常溫下DMP-30中叔N原子進攻酷氧原子的機會較 少，線性酷酵樹脂與環(huán)氧樹脂的反應非常緩慢，因而混合料粘度上升速度也較慢；隨著混合 料溫度上升，體系粘度變低，分子運動加劇，叔N原子結合酷氧原子的機會大大提高，因而 表現(xiàn)出較高的反應活性；
[0012] 烙融型娃微粉，其在環(huán)氧塑封料中發(fā)揮著極為重要的作用；可調節(jié)環(huán)氧樹脂基體 的固化收縮、熱膨脹率、熱導率并改善其力學性能和電學性能，對于減小熱膨脹系數(shù)來說， 烙融二氧化娃具有重要的作用，而對于提高熱導率來說，結晶二氧化娃較好。
[0013] 在一個實施例中，所述娃微粉是烙融型娃微粉、或經(jīng)二次燒成后的娃微粉。
[0014] 在一個實施例中，所述烙融型娃微粉的質量占所述環(huán)氧塑封料的45% -55%之 間，優(yōu)選為50%。
[0015] 在一個實施例中，所述烙融型娃微粉的粒徑在0. 5 ym-2. Oym之間。
[0016] 在一個實施例中，所述偶聯(lián)劑的質量占所述環(huán)氧塑封料的4. 0% -5. 0%之間，優(yōu) 選為5.0%。
[0017] 在一個實施例中，鄰甲酯酵環(huán)氧樹脂巧CN)90-110份；線性酷酵樹脂50-60份；固 化促進劑1. 5-2. 5份；環(huán)氧類活性稀釋劑30-35份；娃焼偶聯(lián)劑4-6份；娃微粉50-60份。 [001引在一個實施例中，所述環(huán)氧（類）活性稀釋劑為下基縮水甘油離、苯基縮水甘油 離、帰丙基縮水甘油醋、甲基丙帰酸縮水甘油離或己二醇二縮水甘油離，優(yōu)選為己二醇二縮 水甘油離。
[0019] 在一個實施例中，所述娃焼偶聯(lián)劑為甲基丙帰酸丙醋H甲氧基娃焼（KH-570)、己 帰基H己氧基娃焼（A-151)、y-氨丙基H己氧基娃焼（KH-550)、丙基縮水甘油離H甲氧基 娃焼（KH-560)或Y-琉丙基H甲氧基娃焼（KH-580)，優(yōu)選為KH-550。
[0020] 在一個實施例中，所述潛伏性固化劑為微包膠囊長鏈咪哇衍生物、雙氯胺或線性 酷酵樹脂，優(yōu)選為線性酷酵樹脂。
[0021] 在一個實施例中，所述潛伏性固化促進劑為2,4,6-H (二甲氨基甲基）苯酷 值MP-30)或猛的己醜丙麗絡合物，優(yōu)選為2,4,6-H (二甲氨基甲基）苯酷值MP-30)。
[0022] 在一個實施