用于大功率SOIC半导体封装应用的环氧模塑化合物制造技术

本发明专利技术涉及一种环氧模塑化合物和制备方法以及环氧模塑化合物的用途。所述环氧模塑化合物包含环氧树脂、酚醛树脂、低应力改性剂、离子捕获剂、固化促进剂和填料。环氧模塑化合物可用于在180℃下电泄漏小于30μA的大功率SOIC半导体封装，同时可以通过其可以满足JEDEC可靠性以及在260℃下无铅回流要求的标准。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于大功率SOIC半导体封装应用的环氧模塑化合物
本专利技术涉及一种环氧模塑化合物，特别地用于大功率SOIC(小外形(SmallOutline)集成电路)半导体封装应用，以及环氧模塑化合物的制备方法和用途。
技术介绍
因为环氧树脂具有良好的平衡性能，包括模塑性质、电气性质、防潮性、耐热性、机械性质以及对插入其中的组件的粘合等，模塑环氧树脂产品广泛用作电气和电子设备的组件，例如晶体管和集成电路板。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环氧树脂、固化剂(硬化剂)、固化促进剂(催化剂)、以及任选存在的填料和添加剂。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塑和固化为固体形态的制品。此后，脱模制品通常在高温下后固化以完成固化反应，并获得具有最终期望性能的树脂制品。主流逻辑SOP(小外形封装)和SOIC封装电压目前的电压仅为数十伏特(通常约30伏特)。随着技术的进展，例如在LED照明行业中，越来越多的芯片设计公司将高压芯片(电压>500V)并入逻辑SOIC半导体封装，以实现更好的使用寿命并降低能耗。然而，如果在高压SOP产品中使用常规的逻辑SOP环氧模塑化合物，则可能会发生高温(180℃)泄漏问题并导致产品失效。US7291684B2、US20130062790A1和US2013062748A1公开了用于半导体封装的环氧树脂组合物。但是，它们不适用于高压应用。迄今为止，还没有对适用于大功率SOIC半导体封装应用的环氧模塑化合物的系统性研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是开发一种新型环氧模塑化合物(EMC)，用于在180℃下电泄漏小于30μa的大功率SOIC半导体封装(>500伏特)，同时其可以通过JEDEC(联合电子设备工程协会)可靠性，在260℃下无铅回流要求的标准。在一方面，本专利技术提供一种环氧模塑化合物，其包含(a)环氧树脂，(b)酚醛树脂，(c)低应力改性剂，(d)离子捕获剂，(e)固化促进剂，(f)填料，其特征在于，所述低应力改性剂是选自以下的一种或多种：包含环氧基团的硅树脂、包含氨基的硅树脂、包含环氧基团和聚醚基团的硅树脂、环氧化的聚丁二烯橡胶和具有核-壳结构的硅橡胶，所述离子捕获剂是选自以下的一种或多种：水滑石，镁、锆、铝、铋、锑和钛的氢氧化物或氧化物，并且所述固化促进剂是选自以下的一种或多种：胺化合物、有机磷化合物、三苯基膦及其衍生物和咪唑型化合物。在另一方面，本专利技术提供制备本专利技术的环氧模塑化合物的方法，包括以下步骤：(1)精确称重每种组分并将其在高速混合机中混合，优选20-30分钟；(2)向混合机中加入液体添加剂并继续混合，优选15-20分钟，(3)使混合的材料通过双螺杆挤出机，并将挤出材料优选在90-110℃下捏合，(4)最后将所述材料冷却并研磨。在又一方面，本专利技术提供了本专利技术的环氧模塑化合物在大功率SOIC半导体封装应用中的用途。以下更详细地阐述主题的其它特征和方面。具体实施方式在以下段落中更详细地描述本专利技术。除非明确相反，如此描述的每个方面可以与任何其他方面或多个方面组合。特别地，描述为优选或有利的任何特征可以与任何描述为优选或有利的其他特征或多个特征组合。在本专利技术的语境中，除非上下文指明，所用的术语应根据以下定义来解释。除非上下文明确指明，本文所用的单数形式“一个”、“一种”、“该”和“这个”包括单数和复数指代。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、元件或方法步骤。数值端点的引用包括各自范围中涵盖的所有数和分数以及所引用的端点。当量、浓度或其他值或参数表示为范围、优选范围或者优选上限值和优选下限值时，应当理解，具体公开通过组合任何上限或优选值与任何下限或优选值而获得的任何范围，不考虑在上下文中是否明确描述该获得的范围。本说明书中引用的所有参考文献通过整体援引并入本文。除非另外定义，本专利技术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。通过进一步示例，本文包含术语定义以更好理解本专利技术的教导。本专利技术涉及低应力和高度可靠的环氧树脂化合物，其制备方法以及其在高压(>500电压)SOIC半导体封装上的应用。其可以用于例如SOP8、SOP14、SOP16、SOP20、SOP28的高压设备的表面封装。使用本专利技术的环氧树脂化合物的封装在180℃下的泄漏小于30μa，并且满足JEDECMSL3下的其它可靠性要求。为了改善环氧模塑化合物的高温泄漏性能和其它标准可靠性能，本专利技术人进行了深入研究，以优化环氧树脂、固化促进剂、低应力改性剂、阻燃剂、离子捕获剂等的类型和含量。最后，本专利技术人获得了环氧模塑化合物，其包含a)环氧树脂，b)酚醛树脂，c)低应力改性剂，d)离子捕获剂，e)固化促进剂，(f)填料，其特征在于，所述低应力改性剂是选自以下的一种或多种：包含环氧基团的硅树脂、包含氨基的硅树脂、包含环氧基团和聚醚基团的硅树脂、环氧化的聚丁二烯橡胶和具有核-壳结构的硅橡胶，所述离子捕获剂是选自以下的一种或多种：水滑石，镁、锆、铝、铋、锑和钛的氢氧化物或氧化物，并且所述固化促进剂是选自以下的一种或多种：胺化合物、有机磷化合物、三苯基膦及其衍生物和咪唑型化合物。(a)环氧树脂本专利技术中使用的环氧树脂包含两个或更多个环氧基团。环氧树脂选自邻甲酚型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、多芳香型环氧树脂、联苯芳烷基(biphenylenearalkyl)型环氧树脂和联苯型环氧树脂。这些环氧树脂可以单独使用或者作为两种或更多种的混合物使用。考虑到产品的低含水量和流动性的要求，环氧树脂优选为选自以下的一种或多种树脂：二环戊二烯型环氧树脂、联苯芳烷基型环氧树脂和联苯型环氧树脂。从相同的观点出发，相对于环氧模塑化合物的总重量，环氧树脂的含量优选为2重量％-10重量％。(b)酚醛树脂本专利技术中使用的酚醛树脂包含两个或更多个羟基。该酚醛树脂是选自以下的一种或多种树脂：苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、联苯芳烷基型树脂、多芳香型酚醛树脂和三苯酚甲烷型酚醛树脂。考虑到产品的低含水量和流动性的要求，酚醛树脂优选为一种或多种选自以下的树脂：联苯芳烷基型树脂和三苯酚甲烷型酚醛树脂。从相同的观点出发，相对于环氧模塑化合物的总重量，酚醛树脂的含量优选为2重量％-10重量％。酚醛树脂中的羟基数与环氧树脂中的环氧基团数的摩尔比为0.5-1.5。(c)低应力改性剂本专利技术中使用的低应力改性剂可以是选自以下的一种或多种：环氧基团硅树脂、氨基硅树脂、环氧基团和聚醚基团硅树脂、氧化聚丁二烯橡胶或核壳结构的氧化硅橡胶。从防潮性和流动性的观点出发，低应力改性剂优选为选自以下的一种或多种：环氧基团硅树脂、氧化聚丁二烯橡胶和核-壳结构的氧化硅橡胶。从上述相同观点来看，相对于环氧模塑化合物的总重量，低应力改性剂的含量优选为0.2重量％-2重量％。(d)离子捕获剂本专利技术中使用的离子捕获剂可以是选自以下的一种或多种：水滑石，镁、锆、铝、铋、锑和钛的氢氧化物或氧化物。从改进的半导体IC耐腐蚀性和高温储存性能的观点出发，离子捕获剂可以是选自以下的一种或多种：水滑石，镁、锆、铝和铋的氢氧化物或氧化物。从本文档来自技高网...

【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)低应力改性剂，(d)离子捕获剂，(e)固化促进剂，(f)填料，其特征在于，所述低应力改性剂是选自以下的一种或多种：包含环氧基团的硅树脂、包含氨基的硅树脂、包含环氧基团和聚醚基团的硅树脂、环氧化的聚丁二烯橡胶和具有核‑壳结构的硅橡胶，所述离子捕获剂是选自以下的一种或多种：水滑石，镁、锆、铝、铋、锑和钛的氢氧化物或氧化物，并且所述固化促进剂是选自以下的一种或多种：胺化合物、有机磷化合物、三苯基膦及其衍生物和咪唑型化合物。

【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)低应力改性剂，(d)离子捕获剂，(e)固化促进剂，(f)填料，其特征在于，所述低应力改性剂是选自以下的一种或多种：包含环氧基团的硅树脂、包含氨基的硅树脂、包含环氧基团和聚醚基团的硅树脂、环氧化的聚丁二烯橡胶和具有核-壳结构的硅橡胶，所述离子捕获剂是选自以下的一种或多种：水滑石，镁、锆、铝、铋、锑和钛的氢氧化物或氧化物，并且所述固化促进剂是选自以下的一种或多种：胺化合物、有机磷化合物、三苯基膦及其衍生物和咪唑型化合物。2.权利要求1的环氧模塑化合物，其中所述低应力改性剂包含具有核-壳结构的硅橡胶。3.权利要求1的环氧模塑化合物，其中所述离子捕获剂包含氧化锆和氧化铋。4.权利要求1的环氧模塑化合物，其中所述固化促进剂包含三苯基膦-1,4-苯醌加合物。5.权利要求1的环氧模塑化合物，其中所述酚醛树脂中的羟基数与所述环氧树脂中的环氧基团数的摩尔比为0.5-1.5。6.权利要求1的环氧模塑化合物，其中所述填料是选自以下的一种或多种：结晶二氧化硅、熔融二氧化硅、球形二氧化硅、二氧化钛、氢氧化铝、氢氧化镁、二氧化锆、碳酸钙、硅酸钙、碳纤维和玻璃纤维。7.权利要求1的环氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁东，金松，陈波，钱莹，贾路方，秦旺洋，
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