CN105038129B - 一种倒装芯片封装的环氧树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
一种倒装芯片封装的环氧树脂组合物，它包括环氧树脂、酚醛树脂、无机填料、阻燃剂、固化促进剂、硅烷偶联剂；各组分准确称量后，在双辊混炼机上进行熔融混炼，混炼温度为90～110℃，混炼时间为2~20分钟，将混合材料压成1.5mm厚的薄片，经冷却后粉碎制成；发明通过选用合适的硅微粉粒度分布，其粒度分布D50为4~6um，1~6 um部分硅微粉占总量的60～75%，6~12 um部分硅微粉占总量的20～25%，12~48 um部分硅微粉占总量的5～20%，能制备出高流动性和良好填充性的倒装芯片封装用的环氧树脂组合物。能够良好填充倒装芯片集成电路中芯片与电路板之间的80μm间隙及包覆圆球凸点。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体封装材料技术领域，特别是一种倒装芯片封装的环氧树脂组合物。
背景技术
近年来，随着电子信息产业的迅速发展，电子元器件逐渐向小型化、薄型化与高度集成方向发展，在大规模集成电路封装的过程中，封装的形式也越来越集成，传统的引线封装，因不能满足小型化，也不利于集成电路的发展，而由焊球来取代进行电路基板和芯片的联接，成为目前广泛关注的焦点。
目前，在倒装芯片封装过程中，电路设计的过程中芯片和基板的间距一般在70～80μm。因此，决定了焊球的高度也控制在这范围内。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种倒装芯片封装的环氧树脂组合物。符合和满足倒装芯片封装的高流动性，并能满足封装成型过程中出现的填充完全、可操作性的要求。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种倒装芯片封装的环氧树脂组合物，其特点是：
它包括环氧树脂5～30质量份、酚醛树脂5～20质量份、无机填料70～90质量份、阻燃剂1～10质量份、固化促进剂0.5～2.5质量份、硅烷偶联剂0.5～4.5质量份；各组分准确称量后，在双辊混炼机上进行熔融混炼，混炼温度为90～110℃，混炼时间为2～20分钟，将混合材料压成1.5mm厚的薄片，经冷却后粉碎制成；
其中：环氧树脂采用具有低粘度、高流动性、高玻璃化温度的含萘型或者联苯结构型环氧树脂；
酚醛树脂采用具有较好的流动性的含有联苯基结构或多个羟基结构的酚醛树脂；
所用的无机填料为球形硅微粉，其粒度分布D50为4～6μm，1～6μm部分硅微粉占总量的60～75％，6～12μm部分硅微粉占总量的20～25％。12～48μm部分硅微粉占总量的5～20％。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所用硅烷偶联剂是环氧基硅烷。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，环氧树脂的环氧当量与酚醛树脂的羟基当量的比值控制在0.8—1.3范围内时，环氧树脂组合物在成型时，表现出良好的固化特性。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所用的脱模剂为巴蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸或褐煤蜡的任意一种。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的固化促进剂为：咪唑类或磷类化合物，包括2-甲基-4-苯基咪唑；或者为叔胺化合物，包括苄基二甲胺、三乙胺苄基二甲胺、1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一碳烯-7；或者为有机膦化合物，包括三苯基膦、四苯基膦、三(对甲基苯基)膦。
本发明与现有技术相比，能够良好填充倒装芯片集成电路中芯片与电路板之间的80μm间隙及包覆圆球凸点。本发明通过选用合适的硅微粉粒度分布，其粒度分布D50为4～6um，1～6um部分硅微粉占总量的60～75％，6～12um部分硅微粉占总量的20～25％，12～48um部分硅微粉占总量的5～20％，能制备出高流动性和良好填充性的倒装芯片封装用的环氧树脂组合物。
具体实施方式
一种倒装芯片封装的环氧树脂组合物，它包括环氧树脂5～30质量份、酚醛树脂5～20质量份、无机填料70～90质量份、阻燃剂1～10质量份、固化促进剂0.5～2.5质量份、硅烷偶联剂0.5～4.5质量份；各组分准确称量后，在双辊混炼机上进行熔融混炼，混炼温度为90～110℃，混炼时间为2～20分钟，将混合材料压成1.5mm厚的薄片，经冷却后粉碎制成；
其中：环氧树脂采用具有低粘度、高流动性、高玻璃化温度的含萘型或者联苯结构型环氧树脂；
酚醛树脂采用具有较好的流动性的含有联苯基结构或多个羟基结构的酚醛树脂；
使用的酚醛树脂的上限是3％—10％范围内，当超出这个范围时，材料有较好的流动性，当低于这个范围时，出现流动性及可靠性差的问题。
环氧树脂的环氧当量与酚醛树脂的羟基当量的比值控制在0.8—1.3范围内时，环氧树脂组合物在成型时，表现出良好的固化特性。
所用的无机填料为球形硅微粉，其粒度分布D50为4～6μm，1～6μm部分硅微粉占总量的60～75％，6～12μm部分硅微粉占总量的20～25％。12～48μm部分硅微粉占总量的5～20％。
所用硅烷偶联剂是环氧基硅烷。
所用硅烷偶联剂是环氧基硅烷几种偶联剂的混合体，采用其中的两种或者几种混合使用。它与无机材料，有机物都有很好的粘结力。
所述的固化促进剂为：咪唑类或磷类化合物，包括2-甲基-4-苯基咪唑；或者为叔胺化合物，包括苄基二甲胺、三乙胺苄基二甲胺、1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一碳烯-7；或者为有机膦化合物，包括三苯基膦、四苯基膦、三(对甲基苯基)膦。咪唑或磷类化合物，包括2MZ-A、或者可以单独或混合使用,优先选用可以在高温条件下催化反应，可以使材料有更好的流动性。
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实验例1。实施例1所述配方A中各组分准确称量后，在双辊混炼机上进行熔融混炼，混炼温度为90～110℃，混炼时间为2～20分钟，将混合材料压成1.5mm厚的薄片，经待混合均匀后，冷却粉碎，进行性能测试。
实验例2。实施例2所述的配方B中各组分准确称量后，在双辊混炼机上进行熔融混炼，混炼温度为90～110℃，混炼时间为2～20分钟，将混合材料压成1.5mm厚的薄片，经待混合均匀后，冷却粉碎，进行性能测试。
实验例3。实施例3所述的配方中各组分准确称量后，在双辊混炼机上进行熔融混炼，混炼温度为90～110℃，混炼时间为2～20分钟，将混合材料压成1.5mm厚的薄片，经待混合均匀后，冷却粉碎，进行性能测试。
实验例4。实施例4所述的配方中各组分准确称量后，在双辊混炼机上进行熔融混炼，混炼温度为90～110℃，混炼时间为2～20分钟，将混合材料压成1.5mm厚的薄片，经待混合均匀后，冷却粉碎，进行性能测试。
对比例1。所述的配方中各组分准确称量后，在双辊混炼机上进行熔融混炼，混炼温度为90～110℃，混炼时间为2～20分钟，将混合材料压成1.5mm厚的薄片，经待混合均匀后，冷却粉碎，进行性能测试。
对比例2。所述的配方中各组分准确称量后，在双辊混炼机上进行熔融混炼，混炼温度为90～110℃，混炼时间为2～20分钟，将混合材料压成1.5mm厚的薄片，经待混合均匀后，冷却粉碎，进行性能测试。
对比例3。所述的配方中各组分准确称量后，在双辊混炼机上进行熔融混炼，混炼温度为90～110℃，混炼时间为2～20分钟，将混合材料压成1.5mm厚的薄片，经待混合均匀后，冷却粉碎，进行性能测试。
对比实验中主要性能指标使用下述方法进行测试的：
a)胶化时间：热板法，将电热板加热到175±1℃，取2-3g样品粉料放在电热板上，粉料逐渐由流体变成胶态时为终点，读出所需时间。
b)流动性：在传递模塑压机上借助EMMI-1-66螺旋流动金属模具测定，成型压力为70Kgf/cm2模具温度在175±2℃，取样品15g进行测试。
c)熔融粘度：利用日本岛津公司的毛细管流变仪测定所述环氧组合物的熔融粘度。测试条件：口模为0.5×1.0mm，压力为25公斤，温度为175℃。
实验结果如下：
从上表中可以看出，实施例的流动性和填充性都很好，而对比例的流动性、成型性和填充性都很差，可以看出对于倒装芯片封装中，组合物中硅微粉其粒度分布D50控制在4～6um，1～6um部分硅微粉占总量的60～75％，6～12um部分硅微粉占总量的20～25％，12～48um部分硅微粉占总量的5～20％，能制备出高流动性和良好填充性的倒装芯片封装用的环氧树脂组合物。
Claims (6)
1.一种倒装芯片封装的环氧树脂组合物，其特征在于：
它包括环氧树脂5～30质量份、酚醛树脂5～20质量份、无机填料70～90质量份、阻燃剂1~10质量份、固化促进剂0.5～2.5质量份、硅烷偶联剂0.5～4. 5质量份；各组分准确称量后，在双辊混炼机上进行熔融混炼，混炼温度为90～110℃，混炼时间为2~20分钟，将混合材料压成1.5mm厚的薄片，经冷却后粉碎制成；
其中：环氧树脂采用具有低粘度、高流动性、高玻璃化温度的含萘型或者联苯结构型环氧树脂；
酚醛树脂采用具有较好的流动性的含有联苯基结构的酚醛树脂；
所用的无机填料为球形硅微粉，其粒度分布D50为4~6μm，1~6 μm部分硅微粉占总量的60～75%，6~12 μm部分硅微粉占总量的20～25%；
12~48 μm部分硅微粉占总量的5～20%。
2.根据权利要求1所述的倒装芯片封装的环氧树脂组合物，其特征在于：所用硅烷偶联剂是环氧基硅烷。
3.根据权利要求1所述的倒装芯片封装的环氧树脂组合物，其特征在于：环氧树脂的环氧当量与酚醛树脂的羟基当量的比值控制在0.8—1.3范围内时，环氧树脂组合物在成型时，表现出良好的固化特性。
4.根据权利要求1所述的倒装芯片封装的环氧树脂组合物，其特征在于：所述的固化促进剂为咪唑类或磷类化合物，包括2-甲基-4-苯基咪唑。
5.根据权利要求1所述的倒装芯片封装的环氧树脂组合物，其特征在于：所述的固化促进剂为叔胺化合物，包括苄基二甲胺、三乙胺、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳烯-7。
6.根据权利要求1所述的倒装芯片封装的环氧树脂组合物，其特征在于：所述的固化促进剂为有机膦化合物，包括三苯基膦、三对甲基苯基膦。
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