环氧模塑化合物、其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供一种环氧模塑化合物、其制备方法和用途。所述环氧模塑化合物包含环氧树脂、酚醛树脂、固化促进剂、任选地与特定的球形二氧化硅组合的结晶二氧化硅以及一种或多种选自以下的添加剂：阻燃剂、蜡、偶联剂、颜料、离子捕获剂和应力吸收剂。所述环氧模塑化合物具有高导热性和低线偏移，同时保持全模塑模块所要求的其他期望性质。

Epoxy molding compounds, preparation methods and uses

The invention provides an epoxy molding compound, a preparation method and a use for it. The epoxy molding compound contains crystalline silica epoxy resin, phenolic resin, curing agent, and optionally a specific combination of spherical silica and one or more selected from the group consisting of additives: flame retardant, wax, coupling agent, pigment, ion trapping agent and stress absorber. The epoxy molding compound has high thermal conductivity and low line offset, while maintaining other desired properties required by the full molding module.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】环氧模塑化合物、其制备方法和用途
本专利技术涉及一种环氧模塑化合物，其包含具有特定粒径分布的结晶二氧化硅，任选地与具有特定颗粒直径的球形二氧化硅组合，所述环氧模塑化合物具有高导热性和低线偏移。本专利技术还涉及一种制备环氧模塑化合物的方法以及环氧模塑化合物用于全模塑模块的用途。
技术介绍
环氧模塑化合物(“EMC”)广泛用于各种封装领域，例如半导体装置、集成电路、消费电子、交通工具等。EMC在电子封装中具有非常重要的作用，例如保护装置的内部免于诸如灰尘、水分、辐射或机械冲击的影响并促进散热。随着微电子包装技术的发展，EMC，作为主要的微电子包装材料，也快速发展并且占有超过90％的微电子包装材料的市场份额。模塑环氧树脂产品由环氧模塑化合物制备。典型的环氧模塑化合物包含一种或多种环氧树脂、一种或多种固化剂(硬化剂)、一种或多种固化促进剂(催化剂)、一种或多种填料以及任选存在的一种或多种添加剂。在模具中于升高的温度下保持一定的时间，可以将环氧模塑化合物模制并固化为固体形态的物品。然后，脱模的物品通常在升高的温度下后固化以完成固化反应并获得具有期望性质的树脂物品。US8362115B2公开了一种环氧树脂组合物，其包含特定的环氧树脂、酚醛树脂、固化促进剂和无机填料。其中公开的环氧树脂组合物具有较好的可靠性和较好的翘曲性质。但是US8362115B2没有提及导热性和线偏移性质。模块是先进的混合集成半导体，例如集成电路和功率装置。传统的模块是半封装的，这使得能实现高功率密度和快速散热，并且要求简单的封装方法。然而，这样的半封装的不足在于低抗干扰能力、低安全系数、对于高压和高湿的低抗性。全模塑模块表示所有的半导体都封装在EMC中而没有裸露的散热片，这改进模块的电气性能和稳定性。全模塑模块是模块的发展趋势。在全模塑模块中，对于EMC的导热性和流动性具有较高要求。高导热性总是意味着高导热性填料的高荷载，因此用于全模塑TO应用的传统高导热性EMC总是要求高粘度，然而这可能导致全模塑模块的流动性的降低和线偏移的增加，因为在一个模块中集成了许多功能单元。因此，仍然亟需一种环氧模塑化合物，其可以平衡高导热性和高流动性，并且仍然保持全模塑模块中所要求的其他期望性质。
技术实现思路
在一方面，本专利技术提供一种环氧模塑化合物，其具有高导热性和低线偏移同时保留全模塑模块所要求的其他性质。本专利技术的环氧模塑化合物包含：(a)环氧树脂，(b)酚醛树脂，(c)固化促进剂，(d)结晶二氧化硅，其任选地与球形二氧化硅组合，和(e)一种或多种选自以下的添加剂：阻燃剂、蜡、偶联剂、颜料、离子捕获剂和应力吸收剂；其中所述结晶二氧化硅的粒径分布为5-50重量％、优选5-45重量％的结晶二氧化硅小于10μm，并且50-95重量％、优选55-95重量％的结晶二氧化硅大于10μm但小于75μm；所述球形二氧化硅的颗粒直径为0.1-30μm、优选0.1-20μm，更优选0.1-10μm的范围内；基于所述组合物的总重量，所述结晶二氧化硅和所述球形二氧化硅(如果存在)的总量为约40-90重量％，优选50-88重量％；所述结晶二氧化硅与所述球形二氧化硅(如果存在)之间的重量比为5:1-35:1、优选10:1-30:1、更优选12:1-28:1的范围内；并且所述酚醛树脂中的羟基与所述环氧树脂中的环氧基团的摩尔比为0.5-2、优选0.8-1.7、更优选0.9-1.5的范围内。本专利技术的另一方面提供一种制备本专利技术的环氧模塑化合物的方法，其包括以下步骤：(1)称取所有的组分并将其在高速混合器中混合以获得预混粉末；和(2)将所述预混粉末通过挤出机挤出以获得挤出产品，然后将所述挤出产品破碎成粉末。挤出机可以是双螺杆挤出机。挤出可以优选在升高的温度下进行，例如60℃-110℃范围内的温度。本专利技术的又一方面涉及本专利技术的环氧模塑化合物用于全模塑模块的用途。具体实施方式下文将详细地描述本专利技术。本文中的材料、方法和实施例仅仅是示例性的，并且除非另外指明，都不意图是限制性的。虽然本文中描述合适的方法和材料，但是与本文描述的类似的或等同的方法和材料也可以用于实施或测试本专利技术。本文描述的所有公开和其他参考文献都明确整体援引加入本文。除非另外定义，本文的公开中使用的所有术语，包括技术和科学术语，具有本专利技术所属领域技术人员通常理解的含义。当冲突时，包括定义在内，以本说明书为准。除非另外指明，所有的百分比、份、比例等都是以重量计。当本文引用数值范围时，除非另外指明，该范围意图包括其端点以及范围内的所有整数和分数。“一个”、“一种”用于描述本专利技术的元素和组分。这仅仅是为了方便和给出本专利技术的通常含义。这样的描述应当理解为包含一个或至少一个，并且除非明显具有相反含义，其还包括复数形式。本文所用的术语“包含”和“包括”与“含有”是同义的，并且是涵盖或开放性的，并不排除额外的、未指出的成员、元素或方法步骤。除了在操作的实施例中，或者另外指明，表示本文中的成分、反应条件或定义成分参数的所有数值在所有情况下应当理解为由术语“约”限定。本文所用的术语“室温(RT)”指约25℃。下文将详细地描述本专利技术的环氧模塑化合物中的每种组分。环氧树脂(a)如本文所用，术语“环氧树脂”表示通常每分子包含两个或更多个环氧基团的聚合物。在本专利技术的环氧模塑化合物中，对环氧树脂没有特别的限制，并且任何常用的环氧树脂是合适的。本专利技术中可用的环氧树脂的实例包括：双酚树脂，如双酚A环氧树脂和双酚F环氧树脂；联苯环氧树脂，如联苯环氧树脂和四甲基联苯环氧树脂；酚醛环氧树脂，如苯酚酚醛环氧树脂、甲酚酚醛环氧树脂、双酚A酚醛环氧树脂、苯酚与含酚羟基基团的芳香醛的缩合物的环氧化合物，和联苯酚醛环氧树脂；三苯基甲烷环氧树脂；四苯基乙烷环氧树脂；二环戊二烯苯酚环氧树脂；苯酚芳烷基环氧树脂；环氧树脂，其在其分子结构中各自具有萘骨架，如萘酚酚醛环氧树脂、萘酚芳烷基环氧树脂、萘酚-苯酚共缩合酚醛环氧树脂、萘酚-甲酚共缩合酚醛(movolac)环氧树脂、二缩水甘油基氧基萘；和1,1-双(2,7-二缩水甘油基氧基-1-萘基)-烷烃。任何这些物质可以单独或以两种或更多种的组合使用。优选地，本专利技术所用的环氧树脂可以是选自以下的一种或多种：邻甲酚酚醛环氧树脂(EOCN)、二环戊二烯苯酚环氧树脂(DCPD)、联苯环氧树脂(BP)、双酚A酚醛环氧树脂(Bis-AN)、三苯基甲烷环氧树脂、具有萘骨架的环氧树脂、多芳香环氧树脂(MAR)和多官能环氧树脂(MFN)。基于组合物的总重量，本专利技术的组合物中环氧树脂的量可以优选地为1-25重量％，更优选5-20重量％，最优选5-15重量％。酚醛树脂(b)本专利技术的酚醛树脂主要用作固化剂(硬化剂)。酚基团中所含的羟基与环氧树脂的环氧基团反应以形成网络结构。本专利技术的组合物中所用的酚醛树脂没有特别的限制，只要是EMC中常规使用的酚醛树脂并且不损害本专利技术的组合物中的期望效果。本专利技术中可以使用的酚醛树脂的实例包括苯酚酚醛树脂、甲酚酚醛树脂、芳香烃甲醛树脂改性的酚醛树脂、二环戊二烯苯酚加成型树脂、苯酚芳烷基树脂(Xylok树脂)、萘酚芳烷基树脂、三羟甲基甲烷树脂、四羟苯基乙烷(tetraphenylolethane)树脂、萘酚酚醛树脂、萘酚-苯酚共缩合酚醛树脂、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环氧模塑化合物，其包含：(a)环氧树脂，(b)酚醛树脂，(c)固化促进剂，(d)结晶二氧化硅，其任选地与球形二氧化硅组合，以及(e)一种或多种选自以下的添加剂：阻燃剂、蜡、偶联剂、颜料、离子捕获剂和应力吸收剂；其中所述结晶二氧化硅的粒径分布为5‑50重量％、优选5‑45重量％的结晶二氧化硅小于10μm，并且50‑95重量％、优选55‑95重量％的结晶二氧化硅大于10μm但小于75μm，所述球形二氧化硅的颗粒直径为0.1‑30μm、优选0.1‑20μm，更优选0.1‑10μm的范围内，基于所述组合物的总重量，所述结晶二氧化硅和所述球形二氧化硅(如果存在)的总量为约40‑90重量％、优选约50‑88重量％、更优选约60‑85重量％，所述结晶二氧化硅与所述球形二氧化硅(如果存在)之间的重量比为5:1‑35:1、优选10:1‑30:1、更优选12:1‑28:1的范围内；并且所述酚醛树脂中的羟基与所述环氧树脂中的环氧基团的摩尔比为0.5‑2.0、优选0.8‑1.7、更优选0.9‑1.5的范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种环氧模塑化合物，其包含：(a)环氧树脂，(b)酚醛树脂，(c)固化促进剂，(d)结晶二氧化硅，其任选地与球形二氧化硅组合，以及(e)一种或多种选自以下的添加剂：阻燃剂、蜡、偶联剂、颜料、离子捕获剂和应力吸收剂；其中所述结晶二氧化硅的粒径分布为5-50重量％、优选5-45重量％的结晶二氧化硅小于10μm，并且50-95重量％、优选55-95重量％的结晶二氧化硅大于10μm但小于75μm，所述球形二氧化硅的颗粒直径为0.1-30μm、优选0.1-20μm，更优选0.1-10μm的范围内，基于所述组合物的总重量，所述结晶二氧化硅和所述球形二氧化硅(如果存在)的总量为约40-90重量％、优选约50-88重量％、更优选约60-85重量％，所述结晶二氧化硅与所述球形二氧化硅(如果存在)之间的重量比为5:1-35:1、优选10:1-30:1、更优选12:1-28:1的范围内；并且所述酚醛树脂中的羟基与所述环氧树脂中的环氧基团的摩尔比为0.5-2.0、优选0.8-1.7、更优选0.9-1.5的范围内。2.权利要求1的环氧模塑化合物，其中所述环氧树脂为选自以下的一种或多种：邻甲酚酚醛环氧树脂(EOCN)、二环戊二烯苯酚环氧树脂(DCPD)、联苯环氧树脂、双酚A酚醛环氧树脂、三苯基甲烷环氧树脂、具有萘骨架的环氧树脂、多芳香环氧树脂(MAR)和多官能环氧树脂(MFN)。3.权利要求1或2的环氧模塑化合物，其中所述酚醛树脂为选自以下的一种或多种：苯酚酚醛树脂、Xylok树脂、多芳香酚醛树脂和多官能酚醛树脂。4.权利要求1-3中任一项的环氧模塑化合物，其中所述固化促进剂为选自以下的一种或多种：三苯基膦(TPP)、1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一烯-7(DBU)、2,4-二氨基-6[2’-甲基咪唑基-(1’)]乙基-s-三嗪(2MZ)、2-苯基-4-甲基咪唑(2P4MZ)、N,N-二甲基苄基胺和三乙胺。5.权利要求1-4中任一项的环氧模塑化合物，其中所述阻燃剂为选自以下的...

【专利技术属性】
技术研发人员：严济彦，梅胡杰，丁全青，沈双双，范朗，张晓亮，
申请(专利权)人：衡所华威电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32