專利名稱：Cob液態(tài)環(huán)氧樹脂封裝料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及板上芯片封裝(Chip On Board, COB)技術(shù)，尤其涉及一種COB液態(tài)環(huán)氧樹脂封裝料及其制備方法。
背景技術(shù)：
COB技術(shù)是將裸芯片用導(dǎo)電或非導(dǎo)電膠粘附在互連基板上，然后進(jìn)行引線鍵合實(shí)現(xiàn)其電連接的技術(shù)。如果裸芯片直接暴露在空氣中，易受污染或人為損壞，影響或破壞芯片功能，因而，需要用封裝料把芯片和鍵合引線包封起來。根據(jù)資料顯示，70% 80%的集成電路已使用塑料封裝材料，而環(huán)氧樹脂封裝料是最常見的封裝材料。半導(dǎo)體封裝使諸如二極管、晶體管、IC等維護(hù)了自身的氣密性，并不受周圍環(huán)境中濕度與溫度的影響，以及防止電子組件因受到機(jī)械振動(dòng)、沖擊產(chǎn)生破損而造成組件的特性變化。即，封裝的目的有下列幾點(diǎn):(I)防止?jié)駳獾扔赏獠壳秩耄?2)以機(jī)械方式支持導(dǎo)線；(3)有效地將 內(nèi)部產(chǎn)生的熱排出?，F(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂封裝料(固態(tài))作為半導(dǎo)體封裝材料被廣泛地應(yīng)用。但1990年代開始，隨著半導(dǎo)體產(chǎn)品的小型化，傳統(tǒng)的固態(tài)環(huán)氧封裝料已經(jīng)不能夠滿足金屬引線之間的間距變短、封裝裝置厚度變薄等苛刻條件。因而，作為傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂封裝料的改進(jìn)替代，環(huán)氧樹脂或改性環(huán)氧樹脂液狀封裝材料應(yīng)運(yùn)而生。然而，目前市場上的封裝料固化溫度大部分大于150°C，固話溫度較慢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種COB液態(tài)環(huán)氧樹脂封裝料，該封裝料固化收縮率低、粘結(jié)強(qiáng)度高、耐高溫、耐水煮、可靠性高、低成本、具有優(yōu)異的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。本發(fā)明進(jìn)一步所要解決的技術(shù)問題是:提供一種COB液態(tài)環(huán)氧樹脂封裝料的制備方法，該方法環(huán)保，并且制備的封裝料固化收縮率低、粘結(jié)強(qiáng)度高、耐高溫、耐水煮、可靠性高、低成本、具有優(yōu)異的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種COB液態(tài)環(huán)氧樹脂封裝料，包括有以下組分:電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚10-15份；分子蒸餾級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚 25-38份；脂環(huán)族環(huán)氧樹脂12-23份；色料1-2 份；球型填料150-205份；固化劑4-6份；固化促進(jìn)劑1-4份；
偶聯(lián)劑1-3份。優(yōu)選地，所述球型填料為氧化鋁球型填料，且包括有:直徑45 μ m的氧化鋁球型填料:100-125份；直徑5 μ m的氧化鋁球型填料:50-80份。優(yōu)選地,所述固化劑為細(xì)度在1.5-3 μ m之間的潛伏性固化劑。優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為3_氛丙基二乙氧基娃燒、(Y - (2, 3_環(huán)氧丙氧基)丙基二甲氧基娃燒、或者苯基二甲氧基娃燒。優(yōu)選地，所述固化劑為改性胺類固化劑，所述固化促進(jìn)劑為改性咪唑及其衍生物，且包括有:改性咪唑:0.5-2份；改性咪唑衍生物:0.5-2份。優(yōu)選地，所述色料為炭黑、黑顏料與電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚混合而成的黑色膏。優(yōu)選地，各組分含量具體如下:電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚:13.5份；分子蒸溜級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚:31.3份；脂環(huán)族環(huán)氧樹脂:8份；黑色膏1.5份；雙氰胺固化劑):5.2份；改性咪唑:0.6份；改性咪唑衍生物:1份；Y - (2, 3~環(huán)氧丙氧基)丙基二甲氧基娃燒:2.0份；直徑45 μ m的氧化鋁球型填料:105份；直徑5μπι的氧化鋁球型填料:62份?；蛘撸鹘M分含量具體如下:電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚:10份；分子蒸溜級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚:38份；脂環(huán)族環(huán)氧樹脂:12份；黑色膏:1.5份；雙氰胺固化劑:5.2份；改性咪唑:0.5份；改性咪唑衍生 物:1份；Y - (2, 3~環(huán)氧丙氧基)丙基二甲氧基娃燒:2.0份；直徑45 μ m的氧化鋁球型填料:100份； 直徑5 μ m的氧化鋁球型填料:50份。或者，各組分含量具體如下:電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚:15份；分子蒸溜級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚:25份；脂環(huán)族環(huán)氧樹脂:23份；
黑色膏:1. 5份；雙氰胺固化劑:5.0份；改性咪唑:0.5份；改性咪唑衍生物:1份；Γ - (2, 3~環(huán)氧丙氧基)丙基二甲氧基娃燒:2.0份； 直徑45 μ m的氧化鋁球型填料:90份；直徑5μπι的氧化鋁球型填料:62份。相應(yīng)地，本發(fā)明還公開了一種上述COB液態(tài)環(huán)氧樹脂封裝料的制備方法，包括以下步驟:預(yù)處理步驟，將電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚、分子蒸餾級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚在60-70°C下烘烤10-12小時(shí);第一混合步驟，將電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚、分子蒸餾級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、色料加入動(dòng)力混合機(jī)在35±3°C的溫度下混合15-25min ；第二混合步驟，混合均勻后，將球型填料、偶聯(lián)劑加入反應(yīng)釜中，在刮邊器轉(zhuǎn)速25±5rpm、分散器轉(zhuǎn)速2000±50rpm、溫度為35±3°C的條件下分散100_120min ；第三混合步驟，加入固化劑、固化促進(jìn)劑，在刮邊器轉(zhuǎn)速25±5rpm、分散器轉(zhuǎn)速1500±50rpm、溫度35 ± 3 °C的條件下分散160_180min，并抽真空至真空度達(dá)到-0.098MPa以上。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的實(shí)施例以電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚、分子蒸餾級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、改性胺類潛伏性固化劑、偶聯(lián)劑、改性胺類固化促進(jìn)劑、多種填充料，經(jīng)分散釜混合制成COB液態(tài)環(huán)氧樹脂封裝料。本發(fā)明使用的樹脂采用兩種樹脂混合物，如液體雙酚F環(huán)氧樹脂830S，較低粘度液體樹脂賦予膠膜有高的粘結(jié)強(qiáng)度，同時(shí)賦予膠水良好的流動(dòng)性和浸潤性，而脂環(huán)族環(huán)氧樹脂樹脂可以提高膠水固化后的TG點(diǎn)解決耐溫性能。導(dǎo)熱填料的加入有利于熱量的導(dǎo)出。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的COB液態(tài)環(huán)氧樹脂封裝料的一個(gè)實(shí)施例。本實(shí)施例主要包括以下組分:電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚10-15份；分子蒸餾級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚25-38份；脂環(huán)族環(huán)氧樹脂12-23份；色料1-2 份；球型填料150-205份；固化劑4-6份；固化促進(jìn)劑1-4份；偶聯(lián)劑1_3份。上述各環(huán)氧樹脂選擇范圍以低粘度、高純度、鹵素含量低、分子量分布范圍窄、為參考。
具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，所述球型填料可為多種粒徑的氧化鋁球型填料，氧化鋁球型填料與現(xiàn)有技術(shù)使用的角形填料相比，可大大改善膠水的流動(dòng)性和添加量。其可具體包括有:直徑45 μ m的氧化鋁球型填料:100-125份；直徑5 μ m的氧化鋁球型填料:50-80份。其選擇范圍以球形度好，導(dǎo)熱性能優(yōu)良，粒徑分布窄為參考。所述固化劑可為細(xì)度在1.5-3 μ m之間的潛伏性固化劑，以防止膠水在大密度金屬引線間距變短的浸潤，避免在封裝過程中出現(xiàn)氣泡。進(jìn)一步地，所述固化劑可為改性胺類固化劑。其選擇范圍以固化速度快、儲(chǔ)存穩(wěn)定為參考。所述固化促進(jìn)劑為改性咪唑及其衍生物，且包括有:改性咪唑:0.5-2份；

改性咪唑衍生物:0.5-2份。所述色料可為炭黑、黑顏料與電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚混合而成的黑色膏。所述偶聯(lián)劑的作用是提高表面潤濕，提高粘結(jié)強(qiáng)度，其主要可以是3-氨丙基三乙氧基硅燒，化學(xué)結(jié)構(gòu)式NH2CH2CH2CH2Si (OC2H5) 3(KH550)、Y _ (2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)、或者苯基三甲氧基硅烷(KH570)等。相應(yīng)地，本發(fā)明還公開了一種上述COB液態(tài)環(huán)氧樹脂封裝料的制備方法，包括以下步驟:預(yù)處理步驟，將電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚、分子蒸餾級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚在60-70°C下烘烤10-12小時(shí);第一混合步驟，將電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚、分子蒸餾級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、色料加入動(dòng)力混合機(jī)在35±3°C的溫度下混合15-25min ；第二混合步驟，混合均勻后，將球型填料、偶聯(lián)劑加入反應(yīng)釜中，在刮邊器轉(zhuǎn)速25±5rpm、分散器轉(zhuǎn)速2000±50rpm、溫度為35±3°C的條件下分散100_120min ；第三混合步驟，加入固化劑、固化促進(jìn)劑，在刮邊器轉(zhuǎn)速25±5rpm、分散器轉(zhuǎn)速1500±50rpm、溫度35 ± 3 °C的條件下分散160_180min，并抽真空至真空度達(dá)到-0.098MPa以上。本發(fā)明具有良好的成形性、耐熱性、良好的機(jī)械強(qiáng)度及電器絕緣性。；樹脂的熱膨脹系數(shù)小，水蒸氣的透過性小，不含腐蝕元件或?qū)щ姷牟患兾?。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明還具有以下優(yōu)點(diǎn):固化溫度更低，一般在120°C左右，固化速度更快，DSC測試時(shí)間小于5分鐘，粘結(jié)強(qiáng)度高，粘度值可達(dá)36000-44000mPa.S ;收縮率低，離子含量低，導(dǎo)熱性能良好，儲(chǔ)存性能更穩(wěn)定，冰箱2-8°C儲(chǔ)存期為6個(gè)月以上，制備工藝簡易環(huán)保，成本低，適用范圍廣。下面詳細(xì)描述上述繼電器液態(tài)環(huán)氧樹脂灌封膠及其制備方法的實(shí)驗(yàn)效果。本發(fā)明的性能測試方法但不限于:取樣使用Brookfield RV粘度計(jì),7#轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速20rpm下測試粘度值；DSC測試固化速度；剪切強(qiáng)度按份B/T7124-1986標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試；膠液放在40°C烘箱中24h，評(píng)估儲(chǔ)存穩(wěn)定性。測試條件如下:□ 85°C/85% RH.，有 / 無通電(5V) -1000 小時(shí)
□ HAST (加速老化測試)-100-175°C，50-85% RH□循環(huán)溫度 / 切變 1000 次-4(TC -1OO0C, -55°C -125°C, -65°C -150°C□高溫烘烤 (150°C/1000 小時(shí))□ PCT(12rC,2atm, 100% RH) 200 小時(shí)。實(shí)驗(yàn)例I以克為單位，稱取電子級(jí) 雙酚F 二縮水甘油醚(830S) 13.5份，分子蒸溜級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚(835LV)31.3份，脂環(huán)族環(huán)氧樹脂8份，黑色膏1.5份，雙氰胺固化劑5.2份，改性咪唑0.6份，改性咪唑衍生物I份，Y _(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH360) 2.0份，直徑45 μ m的氧化鋁球型填料1105克、直徑5 μ m的氧化鋁球型填料62克，按上述制備方法制備，得到試樣I。經(jīng)測試，試樣I固化溫度為120°C 5分鐘，剪切強(qiáng)度為12.5MPa ;線性膨脹系數(shù)(CTE) al為22ppm，Tg點(diǎn)152°C，導(dǎo)熱系數(shù)2.8w/m.k，40°C儲(chǔ)存期超過24h，2_8°C儲(chǔ)存期為12個(gè)月。實(shí)驗(yàn)例2以克為單位，稱取電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚(830S) 10份，分子蒸溜級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚(835LV) 38份，脂環(huán)族環(huán)氧樹脂12份，黑色膏1.5份，雙氰胺固化劑5.2份，改性咪唑0.5份，改性咪唑衍生物I份，Y -(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH360) 2.0份，直徑45 μ m的氧化鋁球型填料100克、直徑5 μ m的氧化鋁球型填料50克，按上述制備方法制備，得到試樣2。經(jīng)測試，試樣2固化溫度為120°C 5分鐘，剪切強(qiáng)度為10.5MPa ;CTE(線性膨脹系數(shù))al為27ppm, Tg點(diǎn)145°C，導(dǎo)熱系數(shù)2.0w/m.k，40°C儲(chǔ)存期超過24h，2_8°C儲(chǔ)存期為12個(gè)月。實(shí)驗(yàn)例3以克為單位，稱取電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚(830S) 15份，分子蒸溜級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚(835LV) 25份，脂環(huán)族環(huán)氧樹脂23份，黑色膏1.5份，雙氰胺固化劑5.0份，改性咪唑0.5份，改性咪唑衍生物I份，Y -(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH360) 2.0份，直徑45 μ m的氧化鋁球型填料90克、直徑5 μ m的氧化鋁球型填料62克，按上述制備方法制備，得到試樣I。經(jīng)測試，試樣3固化溫度為120°C 5分鐘，剪切強(qiáng)度為9.5MPa ；CTE al為30ppm，Tg點(diǎn)155°C，導(dǎo)熱系數(shù)2.8w/m.k，40°C儲(chǔ)存期超過24h，2_8°C儲(chǔ)存期為12個(gè)月。比較例A稱取二酚基丙烷(簡稱雙酚A)環(huán)氧樹脂(環(huán)氧值0.51) 35克，加入二酚基丙烷(簡稱雙酚A)環(huán)氧樹脂(環(huán)氧值0.44) 18克，黑色膏1.5克，600目硅微粉130克，雙氰胺固化劑4.6克，改型咪唑固化促進(jìn)劑2克，偶聯(lián)劑KH5600.56克，稀釋劑(丁基縮水甘油醚)15克，制備出試樣A。經(jīng)測試，試樣A固化溫度為120°C 15分鐘，剪切強(qiáng)度為9Mpa ；CTE al為52ppm，導(dǎo)熱系數(shù)0.2w/m.k，40°C儲(chǔ)存期超過10h，其2-8°C儲(chǔ)存期為6個(gè)月。對(duì)比實(shí)驗(yàn)例I與比較例A可以看出，實(shí)驗(yàn)例I與比較例A的區(qū)別在于:實(shí)施例1使用電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚(830S)、分子蒸溜級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚(835LV)、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的配合，使得總體膠水的粘度不高，而固化后的Tg很高，形成良好的耐熱性能，同時(shí)具有優(yōu)良的抗熱沖擊性能。較高的交聯(lián)密度使得耐水煮性極佳。同時(shí)，極佳的填料配合比例，使產(chǎn)品具有良好的導(dǎo)熱性能；較高的填充料添加的比例，使產(chǎn)品的線性膨脹系數(shù)極低，可以避免膨脹、收縮時(shí)對(duì)晶圓的損傷。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保 護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種COB液態(tài)環(huán)氧樹脂封裝料，其特征在于，包括有以下組分: 電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚10-15份； 分子蒸餾級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚 25-38份； 脂環(huán)族環(huán)氧樹脂12-23份；色料1-2份； 球型填料150-205份；固化劑4-6份； 固化促進(jìn)劑1-4份；偶聯(lián)劑1_3份。
2.如權(quán)利要求1所述的繼電器液態(tài)環(huán)氧樹脂灌封膠，其特征在于:所述球型填料為氧化招球型填料，且包括有: 直徑45 μ m的氧化鋁球型填料:100-125份； 直徑5 μ m的氧化鋁球型填料:50-80份。
3.如權(quán)利要求2所述的COB液態(tài)環(huán)氧樹脂封裝料，其特征在于:所述固化劑為細(xì)度在1.5-3 μ m之間的潛伏性固化劑。
4.如權(quán)利要求3所述的COB液態(tài)環(huán)氧樹脂封裝料，其特征在于:所述偶聯(lián)劑為3-氨丙基二乙氧基娃燒、(Y _(2, 3_環(huán)氧丙氧基)丙基二甲氧基娃燒、或者苯基二甲氧基娃燒。
5.如權(quán)利要求4所述的繼電器液態(tài)環(huán)氧樹脂灌封膠，其特征在于:所述固化劑為改性胺類固化劑，所述固化促進(jìn)劑為改性咪唑及其衍生物，且包括有: 改性咪唑:0.5-2份； 改性咪唑衍生物:0.5-2份。
6.如權(quán)利要求5所述的繼電器液態(tài)環(huán)氧樹脂灌封膠，其特征在于:所述色料為炭黑、黑顏料與電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚混合而成的黑色膏。
7.如權(quán)利要求6所述的繼電器液態(tài)環(huán)氧樹脂灌封膠，其特征在于，各組分含量具體如下: 電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚:13.5份； 分子蒸溜級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚:31.3份； 脂環(huán)族環(huán)氧樹脂:8份； 黑色膏1.5份； 雙氰胺固化劑):5.2份； 改性咪唑:0.6份； 改性咪唑衍生物:1份； Y-(2, 3-環(huán)氧丙氧基)丙基二甲氧基娃燒:2.0份； 直徑45 μ m的氧化鋁球型填料:105份； 直徑5 μ m的氧化鋁球型填料:62份。
8.如權(quán)利要求6所述的繼電器液態(tài)環(huán)氧樹脂灌封膠，其特征在于，各組分含量具體如下: 電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚:10份； 分子蒸溜級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚:38份；脂環(huán)族環(huán)氧樹脂:12份； 黑色膏:1.5份； 雙氰胺固化劑:5.2份； 改性咪唑:0.5份； 改性咪唑衍生物:1份； Y-(2, 3-環(huán)氧丙氧基)丙基二甲氧基娃燒:2.0份； 直徑45 μ m的氧化鋁球型填料:100份； 直徑5 μ m的氧化鋁球型填料:50份。
9.如權(quán)利要求6所述的繼電器液態(tài)環(huán)氧樹脂灌封膠，其特征在于，各組分含量具體如下: 電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚:15份； 分子蒸溜級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚:25份； 脂環(huán)族環(huán)氧樹脂:23份； 黑色膏:1.5份； 雙氰胺固化劑:5.0份； 改性咪唑:0.5份； 改性咪唑衍生物:1份； Y_(2, 3-環(huán)氧丙氧基)丙基二甲氧基娃燒:2.0份； 直徑45 μ m的氧化鋁球型填料:90份； 直徑5 μ m的氧化鋁球型填料:62份。
10.一種如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的COB液態(tài)環(huán)氧樹脂封裝料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 預(yù)處理步驟，將電子級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚、分子蒸餾級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚在60-70°C下烘烤10-12小時(shí)； 第一混合步驟，將電子 級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚、分子蒸餾級(jí)雙酚F 二縮水甘油醚、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、色料加入動(dòng)力混合機(jī)在35±3°C的溫度下混合15-25min ； 第二混合步驟，混合均勻后，將球型填料、偶聯(lián)劑加入反應(yīng)釜中，在刮邊器轉(zhuǎn)速25±5rpm、分散器轉(zhuǎn)速2000±50rpm、溫度為35±3°C的條件下分散100_120min ； 第三混合步驟，加入固化劑、固化促進(jìn)劑，在刮邊器轉(zhuǎn)速25±5rpm、分散器轉(zhuǎn)速1500 土 50rpm、溫度35 ± 3°C的條件下分散160_180min，并抽真空至真空度達(dá)到-0.098MPa以上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種COB液態(tài)環(huán)氧樹脂封裝料，包括有以下組分電子級(jí)雙酚F二縮水甘油醚10-15份；分子蒸餾級(jí)雙酚F二縮水甘油醚25-38份；脂環(huán)族環(huán)氧樹脂12-23份；色料1-2份；球型填料150-205份；固化劑4-6份；固化促進(jìn)劑1-4份；偶聯(lián)劑1-3份。本發(fā)明還公開了相應(yīng)的COB液態(tài)環(huán)氧樹脂封裝料的制備方法。本發(fā)明固化收縮率低、粘結(jié)強(qiáng)度高、耐高溫、耐水煮、可靠性高、低成本、具有優(yōu)異的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，且制備工藝環(huán)保。
文檔編號(hào)C09J163/00GK103102858SQ20131003484
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者左斌文 申請(qǐng)人:深圳市寶力科技有限公司