用于半导体封装的树脂组合物、使用其的预浸料和金属包层层合体制造技术

本发明专利技术涉及用于半导体封装的树脂组合物以及由其形成的预浸料和金属包层层合体，所述树脂组合物具有高的流动特性、低的热膨胀特性和优异的机械特性。

Resin compositions, prepregs and metal cladding complexes for semiconductor packaging

The invention relates to a resin composition for semiconductor packaging and a prepreg and metal cladding laminate formed therefrom. The resin composition has high flow characteristics, low thermal expansion characteristics and excellent mechanical properties.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于半导体封装的树脂组合物、使用其的预浸料和金属包层层合体
相关申请的交叉引用本申请要求于2017年3月22日提交的韩国专利申请第10-2017-0036104号和于2018年2月13日提交的韩国专利申请第10-2018-0018018号的优先权权益，其全部公开内容通过引用并入本文。本专利技术涉及用于半导体封装的树脂组合物以及使用其的预浸料和金属包层层合体，所述树脂组合物具有高的流动特性、低的热膨胀特性和优异的机械特性。更具体地，本专利技术涉及用于半导体封装的热固性树脂组合物和使用其的预浸料，所述热固性树脂组合物能够制备即使通过印刷电路板(PCB)的回流过程也表现出优异的物理特性的预浸料和金属包层层合体。
技术介绍
用于常规印刷电路板的铜包层层合体通过用热固性树脂清漆浸渍玻璃织物基材，使基材半固化以形成预浸料，然后对预浸料和铜箔一起进行加压和加热来制造。预浸料用于在铜包层层合体上配置和构建电路图案。近年来，随着促进电子设备、通信设备、个人计算机、智能手机等的高性能、厚度减小和重量减轻，并且也要求半导体封装更薄，越来越需要更薄的用于半导体封装的印刷电路板。然而，由于减薄，印刷电路板的刚度降低，并且由于芯片与印刷电路板之间的热膨胀率的差异而发生半导体封装的翘曲。这种翘曲现象由于印刷电路板在进行高温过程例如回流之后未恢复的现象而进一步加重。因此，为了改善这种翘曲现象，已经对用于降低基材的热膨胀率的技术进行了研究。例如，已经提出了用高含量填料填充预浸料的技术。然而，由于预浸料的流动特性降低，用高含量填料填充预浸料受到限制。因此，需要开发能够在即使在高温下进行时也在确保流动特性的同时实现低的热膨胀率和优异的机械特性的预浸料和金属包层层合体。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个目的是提供一种用于半导体封装的树脂组合物，其具有高的流动特性、低的热膨胀特性和优异的机械特性。本专利技术的另一个目的是提供使用用于半导体封装的热固性树脂组合物的预浸料和金属包层层合体。技术方案本专利技术提供了一种用于半导体封装的树脂组合物，其包含：胺固化剂，所述胺固化剂含有选自以下的一个或更多个官能团：砜基、羰基、卤素基团、具有1至20个碳原子的烷基、具有6至20个碳原子的芳基、具有2至30个碳原子的杂芳基、和具有1至20个碳原子的亚烷基；热固性树脂；以及无机填料，其中基于100重量份的胺固化剂和热固性树脂，无机填料以200重量份或更大的量包含在内，基于100重量份的胺固化剂，热固性树脂以400重量份或更小的量包含在内，以及胺固化剂中含有的具有1至20个碳原子的烷基、具有6至20个碳原子的芳基、具有2至30个碳原子的杂芳基和具有1至20个碳原子的亚烷基各自独立地经选自硝基、氰基和卤素基团中的一个或更多个官能团取代。本专利技术还提供了一种预浸料，其通过用用于半导体封装的树脂组合物浸渍纤维基材而获得。此外，本专利技术提供了一种金属包层层合体，其包含：预浸料；以及通过加热和加压与预浸料一体化的金属箔。在下文中，将详细描述根据本专利技术的具体实施方案的用于半导体封装的树脂组合物以及使用其的预浸料和金属包层层合体。根据本专利技术的一个实施方案，可以提供一种用于半导体封装的树脂组合物，其包含：胺固化剂，所述胺固化剂含有选自以下的一个或更多个官能团：砜基、羰基、卤素基团、具有1至20个碳原子的烷基、具有6至20个碳原子的芳基、具有2至30个碳原子的杂芳基、和具有1至20个碳原子的亚烷基；热固性树脂；以及无机填料，其中基于100重量份的胺固化剂和热固性树脂，无机填料以200重量份或更大的量包含在内，基于100重量份的胺固化剂，热固性树脂以400重量份或更小的量包含在内，以及胺固化剂中含有的具有1至20个碳原子的烷基、具有6至20个碳原子的芳基、具有2至30个碳原子的杂芳基和具有1至20个碳原子的亚烷基各自独立地经选自硝基、氰基和卤素基团中的一个或更多个官能团取代。本专利技术人发现，当使用一个实施方案的用于半导体封装的树脂组合物时，可以通过含有强吸电子基团(electronwithdrawinggroup，EWG)的胺固化剂来降低胺固化剂的反应性，所述强吸电子基团例如选自以下的一个或更多个官能团：砜基、羰基、卤素基团、具有1至20个碳原子的烷基、具有6至20个碳原子的芳基、具有2至30个碳原子的杂芳基、和具有1至20个碳原子的亚烷基，从而容易控制树脂组合物的固化反应。特别地，在一个实施方案的用于半导体封装的树脂组合物中，由于基于100重量份的胺固化剂，热固性树脂以400重量份或更小的量包含在内，因此可以防止由于以高含量填充的填料而导致的热固性树脂的物理特性的变化，并且可以以足够的水平引起热固性树脂的均匀固化而不受填料影响，从而提高最终制造的产品的可靠性并改善机械特性如韧性。通常，当在基于100重量份的胺固化剂，热固性树脂以400重量份或更小的量包含在内的情况下，以相对过量的量添加胺固化剂引起这样的问题：由于热固性树脂过度固化，流动特性和成型性降低。然而，即使当以过量的量添加通过包含如上所述的吸电子基团(EWG)而具有降低的反应性的特定胺固化剂时，由于固化剂的反应性降低，也可以抑制热固性树脂的固化速率的快速增加。因此，用于半导体封装的树脂组合物和由其获得的预浸料即使在长期储存期间也可以表现出高的流动特性并且具有优异的流动特性。结果，通过实验发现，可以以高含量添加填料，甚至同时足够地确保预浸料的流动特性。可以实现低的热膨胀系数同时实现优异的储存稳定性，从而完成了本专利技术。具体地，一个实施方案的用于半导体封装的树脂组合物可以包含胺固化剂，所述胺固化剂含有选自以下的一个或更多个官能团：砜基、羰基、卤素基团、具有1至20个碳原子的烷基、具有6至20个碳原子的芳基、具有2至30个碳原子的杂芳基、和具有1至20个碳原子的亚烷基。在这种情况下，胺固化剂中含有的具有1至20个碳原子的烷基、具有6至20个碳原子的芳基、具有2至30个碳原子的杂芳基和具有1至20个碳原子的亚烷基各自可以独立地经选自硝基、氰基和卤素基团中的一个或更多个官能团取代。胺固化剂中含有的选自以下的一个或更多个官能团为强吸电子基团(EWG)：砜基、羰基、卤素基团、经取代的具有1至20个碳原子的烷基、经取代的具有6至20个碳原子的芳基、经取代的具有2至30个碳原子的杂芳基、和经取代的具有1至20个碳原子的亚烷基，并且与不含吸电子基团的胺固化剂相比，含有吸电子基团的胺固化剂具有降低的反应性，从而容易控制树脂组合物的固化反应。因此，在通过胺固化剂控制组合物的固化反应程度的同时，可以将高含量无机填料引入至预浸料中以降低预浸料的热膨胀系数同时改善预浸料的流动特性，从而改善电路图案的填充特性。具体地，胺固化剂可以包含选自以下化学式1至3中的一种或更多种化合物。[化学式1]在化学式1中，A为砜基、羰基、或具有1至10个碳原子的亚烷基，X1至X8各自独立地为硝基、氰基、氢原子、卤素基团、具有1至6个碳原子的烷基、具有6至15个碳原子的芳基、或具有2至20个碳原子的杂芳基，R1、R1'、R2和R2'各自独立地为氢原子、卤素基团、具有1至6个碳原子的烷基、具有6至15个碳原子的芳基、或具有2至20个碳原子的杂芳基，n为1至10的整数，以及具有1至10个碳原本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于半导体封装的树脂组合物，包含：胺固化剂，所述胺固化剂含有选自以下的一个或更多个官能团：砜基、羰基、卤素基团、具有1至20个碳原子的烷基、具有6至20个碳原子的芳基、具有2至30个碳原子的杂芳基、和具有1至20个碳原子的亚烷基；热固性树脂；以及无机填料，其中基于100重量份的所述胺固化剂和所述热固性树脂，所述无机填料以200重量份或更大的量存在，其中基于100重量份的所述胺固化剂，所述热固性树脂以400重量份或更小的量存在，以及所述胺固化剂中含有的所述具有1至20个碳原子的烷基、所述具有6至20个碳原子的芳基、所述具有2至30个碳原子的杂芳基和所述具有1至20个碳原子的亚烷基各自独立地经选自硝基、氰基和卤素基团中的一个或更多个官能团取代。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.22 KR 10-2017-0036104;2018.02.13 KR 10-2011.一种用于半导体封装的树脂组合物，包含：胺固化剂，所述胺固化剂含有选自以下的一个或更多个官能团：砜基、羰基、卤素基团、具有1至20个碳原子的烷基、具有6至20个碳原子的芳基、具有2至30个碳原子的杂芳基、和具有1至20个碳原子的亚烷基；热固性树脂；以及无机填料，其中基于100重量份的所述胺固化剂和所述热固性树脂，所述无机填料以200重量份或更大的量存在，其中基于100重量份的所述胺固化剂，所述热固性树脂以400重量份或更小的量存在，以及所述胺固化剂中含有的所述具有1至20个碳原子的烷基、所述具有6至20个碳原子的芳基、所述具有2至30个碳原子的杂芳基和所述具有1至20个碳原子的亚烷基各自独立地经选自硝基、氰基和卤素基团中的一个或更多个官能团取代。2.根据权利要求1所述的用于半导体封装的树脂组合物，其中由以下数学方程式1计算的当量比为1.4或更大：[数学方程式1]当量比＝所述胺固化剂中含有的总的活性氢当量重量/所述热固性树脂中含有的总的可固化官能团当量重量。3.根据权利要求1所述的用于半导体封装的树脂组合物，其中所述胺固化剂包含选自以下化学式1至3中的一种或更多种化合物：[化学式1]其中，在化学式1中，A为砜基、羰基、或具有1至10个碳原子的亚烷基，X1至X8各自独立地为硝基、氰基、氢原子、卤素基团、具有1至6个碳原子的烷基、具有6至15个碳原子的芳基、或具有2至20个碳原子的杂芳基，R1、R1'、R2和R2'各自独立地为氢原子、卤素基团、具有1至6个碳原子的烷基、具有6至15个碳原子的芳基、或具有2至20个碳原子的杂芳基，n为1至10的整数，以及所述具有1至10个碳原子的亚烷基、所述具有1至6个碳原子的烷基、所述具有6至15个碳原子的芳基和所述具有2至20个碳原子的杂芳基各自独立地经选自硝基、氰基、和卤素基团中的一个或更多个官能团取代；[化学式2]其中，在化学式2中，Y1至Y8各自独立地为硝基、氰基、氢原子、卤素基团、具有1至6个碳原子的烷基、具有6至15个碳原子的芳基、或具有2至20个碳原子的杂芳基，R3、R3'、R4和R4'各自独立地为氢原子、卤素基团、具有1至6个碳原子的烷基、具有6至15个碳原子的芳基、或具有2至20个碳原子的杂芳基，m为1至10的整数，以及所述具有1至6个碳原子的烷基、所述具有6至15个碳原子的芳基和...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈昌补，沈熙用，闵铉盛，金荣灿，宋升炫，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR