[發明專利]一種用于功率器件封裝的三元樹脂組合物

有效

• 申請號: 201911234909.2
• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN110903604B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 魏瑋;趙影影;李小杰;費小馬;劉曉亞
• 申請（專利權）人: 江南大學;無錫創達新材料股份有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L61/06;C08L61/34;C08K13/02;C08K7/18;C08K3/04;C08K5/5435;C08G59/62
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 程斯佳

本發明涉及電子封裝材料技術領域，具體涉及一種用于功率器件封裝的三元樹脂組合物。所述三元樹脂組合物包含結晶型環氧樹脂、芳烷基酚醛樹脂、二胺型苯并噁嗪樹脂、固化促進劑、無機填料和鞣酸衍生物作為必要組分。該三元樹脂組合物可在160～190℃下快速固化成型，且所需后固化的溫度較低、時間較短；固化物具有高的彎曲強度、玻璃化轉變溫度和熱穩定性，同時具有較低的介電常數和介電損耗，適用于功率器件封裝。

技術領域：

本發明涉及電子封裝材料技術領域，具體涉及一種用于功率器件封裝的三元樹脂組合物。

背景技術：

近年來，隨著5G通信、物聯網、自動駕駛、新能源汽車等領域的高速發展，高溫、高頻、大功率器件的應用前景和市場潛力巨大。環氧模塑料作為主要的電子封裝材料之一，在起到機械支撐作用的同時，可以保護芯片不受外界灰塵、潮氣、離子、輻射和機械沖擊等影響，對電子電路起到非常重要的保護作用。然而，傳統塑封料的玻璃化轉變溫度、熱穩定性等較低，已難以符合未來功率器件的應用場景需求。因此，開發新型高耐熱、高耐濕、低應力的塑封料產品對于功率器件封裝具有重要研究意義和應用價值。

經對現有科技文獻的檢索發現，苯并噁嗪樹脂作為一種新型的熱固性樹脂，是由酚類化合物、伯胺類化合物和醛為原料脫水縮聚制得，在加熱和(或)催化劑作用下發生開環聚合，生成含氮類似于酚醛樹脂的交聯網絡。苯并噁嗪有著傳統環氧樹脂和酚醛樹脂無法比擬的優異性能，如在成型固化過程中沒有小分子放出，制品孔隙率低，接近零收縮，高玻璃化轉變溫度，低介電常數和介電損耗等；并且苯并噁嗪樹脂聚合固化后，結構中含有大量的分子內和分子間氫鍵，表現出極低的吸濕性。因此，把苯并噁嗪引入環氧模塑料樹脂體系，有望提高塑封料的耐濕熱性能，使其滿足大功率器件封裝的性能要求。然而，苯并噁嗪的開環聚合溫度往往高達230～260℃，將其與環氧樹脂、酚醛樹脂組合形成三元熱固性樹脂體系目前仍存在固化成型溫度過高、與現有成型工藝不匹配的問題。

鞣酸作為一種生物質多酚化合物，已有研究報道對苯并噁嗪樹脂的開環聚合反應有較為明顯的促進作用。然而，鞣酸分子結構中具有大量苯環和酚羥基，存在較強π-π相互作用及分子內/分子間氫鍵相互作用，使其熔點高達218℃，與環氧樹脂等基體樹脂之間的相容性不佳且工藝性較差，其直接應用受到限制。

發明內容：

為了解決上述問題，本發明采用的技術方案如下：

一種用于功率器件封裝的三元樹脂組合物，所述用于功率器件封裝的三元樹脂組合物包括結晶型環氧樹脂、芳烷基酚醛樹脂、二胺型苯并噁嗪樹脂、固化促進劑、無機填料和鞣酸衍生物；

所述結晶型環氧樹脂和二胺型苯并噁嗪樹脂的質量比為1:4～1:1，優選1:2～1:1；

所述芳烷基酚醛樹脂的含量為結晶型環氧樹脂、芳烷基酚醛樹脂、二胺型苯并噁嗪樹脂三種樹脂總量的5～25wt％，優選5～12wt％；

所述無機填料的用量為所述用于功率器件封裝的三元樹脂組合物總量的70～90wt％，優選75～85wt％；

所述無機填料包括球形熔融二氧化硅，球形熔融二氧化硅的含量為無機填料總量的50～100wt％，優選90～100wt％；

所述無機填料包含球形熔融二氧化硅為必要組分，也可包括結晶型二氧化硅、氣相二氧化硅、氧化鋁、氫氧化鋁、碳酸鈣、氧化鎂、氫氧化鎂、氮化硼、氮化鋁、氮化硅、碳酸鎂、氫氧化鈣、黏土、硅灰石、滑石粉，但本發明并不局限于上述舉例的范圍。

其他添加劑的例子包括硅烷偶聯劑，著色劑如炭黑和氧化鐵紅，脫模劑如天然蠟和合成蠟，以及減小應力的試劑如硅油和橡膠。

所述鞣酸衍生物的用量為結晶型環氧樹脂、芳烷基酚醛樹脂、二胺型苯并噁嗪樹脂三種樹脂總量的0.5～5wt％，優選0.5～2wt％。

在一種實施例中，所述結晶型環氧樹脂包括以下式(1)、(2)或(3)所示化學結構的物質：