[發明專利]一種環氧樹脂組合物

有效

• 申請號: 200910048710.0
• 申請日: 2009-04-01
• 公開（公告）號: CN101851386A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 謝廣超;杜新宇;成興明;張成中;韓江龍
• 申請（專利權）人: 漢高(中國)投資有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L61/06;C08K3/36;C08K5/3445;H01L23/29
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 薛琦;鐘華

技術領域

本發明涉及一種環氧樹脂組合物。

背景技術

作為一種半導體封裝材料，環氧樹脂組合物的阻燃性能必須達到UL-94V-0級阻燃的質量標準。現有技術中，達到這一質量標準的主要方法就是加入一定量的阻燃劑，目前所使用的阻燃劑種類很多，傳統的(非環保)主要是使用溴類阻燃劑和銻類阻燃劑。但是，隨著全球環保意識的加強，各國紛紛擬定環境保護法案，在電子產品中限制使用含溴化物阻燃劑以及含鉛等有害物質。早在上世紀90年代初，美國、歐洲和日本等各國就意識到電子工業的迅猛發展，工業產品的廢棄物，尤其是每年用量很大的鉛錫焊料中的鉛的危害必須重視。我國現在已經成為全球家用電器的出口大國之一，我國的電子產品要進入國際市場也將受到ROHS等限制法對電子產品有害物質限制的制約，按照歐盟議會和理事會頒布的“關于在電子電氣設備中限制使用某些有害物質的指令”的文件要求，我國自2006年7月1日起，投放市場的國家重點監管目錄內的電子信息產品不能含有鉛、銻、汞、鎘、六價鉻、多溴聯苯(PBB)或多溴聯苯醚(PBDE)等有害物質。所以傳統的溴類阻燃劑和銻類阻燃劑將會逐步被環保型阻燃劑所替代，但目前所使用的環保型阻燃劑的阻燃效果遠不如Br/Sb類阻燃劑，它需要加入更大的用量才能達到阻燃的要求。但是，使用大量的阻燃劑將會嚴重影響環氧樹脂組合物的流動性能、模塑性能以及可靠性能。

在半導體封裝中，從傳統的含鉛焊料240℃的高溫回流工藝，到綠色環保的無鉛焊料260℃的高溫回流工藝轉變，使之對環氧模塑料的可靠性能提出了更高的要求。在綠色環保四邊扁平無引腳封裝(QFN)的封裝中，環氧模塑料首先必須滿足無鉛封裝工藝的高溫回流對可靠性能的要求，具有高耐熱性能、高粘結性能、以及低吸水率和低應力等特性，從而減少或避免經過高溫回流后環氧模塑料與芯片/基島/框架之間的分層現象。其次，環氧模塑料還必須具有較低的熱膨脹系數，使之與芯片/基島/框架等半導體封裝材料的熱膨脹系數相匹配，從而減小因熱膨脹系數不匹配而產生的封裝體翹曲現象。所以，在QFN封裝中，環氧模塑料必須具有高可靠性能和低翹曲性能，從而減少或避免半導體封裝內部分層和外部翹曲等不良現象。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服了傳統的環氧樹脂組合物中添加溴類阻燃劑或銻類阻燃劑，而現有的環氧樹脂組合物中由于加入大量環保型阻燃劑，難以滿足無鉛回流焊要求的缺陷，從而提供了一種綠色環保、能滿足無鉛高溫回流工藝的、具有高可靠性能和低翹曲性能的環氧樹脂組合物。

本發明的環氧樹脂組合物，其含有環氧樹脂、酚醛樹脂、固化促進劑和無機填料；所述的環氧樹脂包括：(1)式I所示的環氧樹脂；(2)式II所示的環氧樹脂；以及(3)式III和/或式IV所示的環氧樹脂；

式I??????式II?

式III????式IV

其中，R₁和R₂獨立地為氫或C₁-C₆的烷基，R₁較佳的為甲基，R₂較佳的為叔丁基；式I中的n為0-50的整數。式I的環氧樹脂的含量為20-50％，較佳的為30-40％；式II的環氧樹脂的含量為10-40％，較佳的為15-25％；式III的環氧樹脂的含量為0-30％，較佳的為15-25％；式IV的環氧樹脂的含量為0-40％，較佳的為20-30％；式III和式IV不能同時為0％；所述的含量的百分比皆為相對于環氧樹脂混合物總質量的百分比。所述的環氧樹脂混合物的含量較佳的為環氧樹脂組合物質量的3-8％。

本發明的環氧樹脂與酚醛樹脂反應形成一種環氧樹脂組合物自熄火網絡結構，即在環氧樹脂組合物燃燒時，會形成一種泡沫層(阻燃壁壘)，阻隔氧通過，并隔斷熱傳遞來達到自熄火作用，同時固化后的樹脂化合物在主鏈中形成的含多芳烴組的、具有抗熱分解反應的網絡對泡沫層的穩定性起著非常重要的作用。這種組合物具有很好的耐熱性能和可靠性能，也具有低吸水率和低應力，可以很好地滿足無鉛焊料工藝的高溫可靠性要求，同時具有低翹曲性能。

本發明所述的酚醛樹脂主要作為固化劑使用，能選用本領域常規使用的酚醛樹脂，較佳的為低吸水酚醛樹脂和聯苯型酚醛樹脂。所述的酚醛樹脂中酚式羥基的數目與環氧樹脂混合物中環氧基團的數目的比值為0.8-1.3，較佳的為0.9-1.1。

本發明所述的固化促進劑為咪唑類化合物。所述的咪唑類化合物指咪唑或含有咪唑基團的化合物，較佳的為二甲基咪唑；所述的固化促進劑的含量較佳的為小于或等于環氧樹脂組合物質量的1％。