环氧树脂组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种能够适用于高温驱动电力半导体封装材料的环氧树脂组合物。半导体封装材料的环氧树脂组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】环氧树脂组合物


[0001]本专利技术涉及一种能够适用于高温驱动电力半导体封装材料的环氧树脂组合物。

技术介绍

[0002]电力半导体的高性能化使得驱动温度上升，因此作为构成器件的原材料需要具有高的耐热性。其中，尤其对封装半导体装置的封装材料原材料的耐热性要求很高，因此，最近对具有高的玻璃化转变温度(Tg)的半导体封装材料的要求在增加。
[0003]过去，适用了混合使用邻(ortho)甲酚线型酚醛树脂型环氧树脂和酚类固化剂的半导体封装用环氧树脂组合物，但就这种封装材料组合物而言，其玻璃化转变温度不过是175℃左右，因而在提升玻璃化转变温度方面存在局限性。
[0004]为了具体实现更高的玻璃化转变温度，在韩国授权专利第10
‑
0861324号中还适用了如萘或蒽结构那样的稠环型多环结构的环氧树脂。然而，上述稠环型环氧树脂由于熔融粘度高或软化点高，因而不能将填充剂的含量设定得高，因此，易于热变形并易于水分渗透且在固化之后易于破裂。另外，具有所需的高的驱动温度下的电特性不足之类的缺点。作为另一个例子，在韩国公开专利第2014
‑
0123065号中公开了一种通过适用联苯形态的树脂而优化树脂的骨架密度来确保高耐热性的技术。然而，这种联苯形态的树脂具有介电特性通常不良之类的缺点。
[0005]另一方面，作为固化剂，还提出了利用酸酐类树脂具体实现高的玻璃化转变温度和优良的电特性的方法。然而，具有高的玻璃化转变温度的酸酐类树脂由于熔点高而难以适用于一般的环氧树脂封装材料的制备工序，且由于高的熔融粘度而不能将填充剂含量设定得高。因此，在高的驱动温度下，易于热变形并易于水分渗透，且在固化之后易于破裂。
[0006]如上所述，对于具有高的玻璃化转变温度的半导体封装材料的开发在继续进行，但这种封装材料由于高的弹性模量而存在易于破裂之类的问题。尤其是，在高温下驱动的高性能电力半导体的情况下，由于急剧的温度变化而引起膨胀和收缩，由此，承受高的内部热应力(thermal stress)，而其成为半导体内部的异种物质之间的剥离(delamination)或破裂(crack)的主要原因。为了解决这些问题，半导体封装材料需要具有低的热膨胀系数和低的弹性模量。尤其是，基于具有高耐压、高电流、高温工作等优点的新型原材料即碳化硅(SiC)或氮化镓(GaN)的器件比基于当前成为主流的硅(Si)的器件更易于破裂，因此更需要低的热膨胀系数和低的弹性模量。
[0007]因此实际情况是，需要开发一种环氧树脂组合物，该环氧树脂组合物不仅具有高的耐热性且能够将填充剂的含量设定得高，而且具有低的热膨胀系数和低的弹性模量且在高温下具有优良的电特性。

技术实现思路

[0008](专利技术所要解决的问题)
[0009]本专利技术提供一种能够用作高温驱动电力半导体的封装材料原材料的环氧树脂组
合物，该环氧树脂组合物具有高的耐热性、低的热膨胀系数、低的高温弹性模量以及优良的高温电特性。
[0010](解决问题所采用的措施)
[0011]本专利技术提供一种环氧树脂组合物，其包括含芴环氧树脂、固化剂、填充剂以及固化促进剂。
[0012]另外，本专利技术提供一种利用前面所述的环氧树脂组合物来封装的半导体器件。
[0013](专利技术的效果)
[0014]根据本专利技术的环氧树脂组合物不仅具有高的耐热性、低的热膨胀系数以及低的高温弹性模量且能够包含高含量的填充剂，而且在高温下示出优良的电特性。本专利技术的环氧树脂组合物能够以80％以上的高的含量含有填充剂，且玻璃化转变温度可以是200℃以上，而且在一般的半导体封装材料使用温度即180℃以下连续作业性优良。因此，本专利技术的环氧树脂组合物适合适用于高温驱动电力半导体的封装材料。
具体实施方式
[0015]以下，对本专利技术进行说明。然而，本专利技术并不仅限定于下述内容，根据需要，各构成要素能够多样地变形或选择性地混合使用。因此，应当理解为涵盖包括在本专利技术的思想和技术范围内的所有变更、等同物或替代物。
[0016]<环氧树脂组合物>
[0017]根据本专利技术的环氧树脂组合物是半导体封装材料用环氧树脂组合物(EMC：Epoxy Molding Compound)，其包括含芴环氧树脂、固化剂、固化促进剂以及填充剂。另外，根据需要能够进一步包括偶联剂、着色剂、脱模剂、改性剂、阻燃剂、低应力化剂等本领域通常使用的一种以上的添加剂。
[0018]以下，具体地观察上述环氧树脂组合物的组成如下。
[0019]环氧树脂
[0020]含芴环氧树脂
[0021]根据本专利技术的环氧树脂组合物包括含芴环氧树脂。制备上述含芴环氧树脂的方法并没有特别限定，例如，能够使环氧树脂或环氧氯丙烷(epichlorohydrin)与含芴化合物反应而制备。上述反应能够在催化剂存在下进行，能够在适当的溶剂中进行。
[0022]上述环氧树脂只要是本领域已知的通常的环氧树脂则没有特别限定。作为能够使用的环氧树脂的非限制性例子，可以举出双酚A型环氧树脂、甲酚线型酚醛树脂(novolac)型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、萘型环氧树脂、蒽型环氧树脂、联苯型环氧树脂、四甲基联苯型环氧树脂、酚线型酚醛树脂型环氧树脂、双酚A线型酚醛树脂型环氧树脂、双酚S线型酚醛树脂型环氧树脂、联苯线型酚醛树脂型环氧树脂、萘酚线型酚醛树脂型环氧树脂、萘酚酚共缩聚线型酚醛树脂型环氧树脂、萘酚甲酚共缩聚线型酚醛树脂型环氧树脂、芳香族烃甲醛树脂改性酚醛树脂型环氧树脂、三苯基甲烷型环氧树脂、四苯基乙烷型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、双环戊二烯酚加成反应型环氧树脂、酚芳烷基型环氧树脂、多官能性酚性环氧树脂、萘酚芳烷基型环氧树脂中的一种以上，但未必限定于此。
[0023]上述含芴化合物的种类没有特别限定，但作为一个例子，可以是具有下述化学式1的结构的化合物。
[0024][化学式1][0025][0026]上式中，
[0027]R1各自独立地为氰基、卤素原子或碳原子数为1至6的烷基，
[0028]R2各自独立地为碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为1至6的烷氧基、碳原子数为6至10的芳基或碳原子数为6至10的环烷基，
[0029]R3各自独立地为碳原子数为1至4的亚烷基，
[0030]l各自独立地为0至4的整数，
[0031]m各自独立地为0至4的整数，
[0032]n各自独立地为0至5的整数，
[0033]o各自独立地为1至3的整数，
[0034]n+o为5以下的整数。
[0035]上述含芴化合物例如可以是选自由9,9
‑
双[4
‑
(2
‑
羟基丙氧基)
‑3‑
甲基苯基]芴、9,9
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双[4
‑
(2
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羟基丙氧基)
‑3‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种环氧树脂组合物，包括环氧树脂、固化剂、填充剂以及固化促进剂，其特征在于，上述环氧树脂包括含芴环氧树脂，使环氧树脂或环氧氯丙烷与含芴化合物反应而制备上述含芴环氧树脂，上述芴化合物由下述化学式1表示，[化学式1]上式中，R1各自独立地为氰基、卤素原子或碳原子数为1至6的烷基，R2各自独立地为碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为1至6的烷氧基、碳原子数为6至10的芳基或碳原子数为6至10的环烷基，R3各自独立地为碳原子数为1至4的亚烷基，l各自独立地为0至4的整数，m各自独立地为0至4的整数，n各自独立地为0至5的整数，o各自独立地为1至3的整数，n+o为5以下的整数。2.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，上述含芴环氧树脂包括由下述化学式2表示的环氧树脂，[化学式2]上式中，R1至R2各自独立地为氢或碳原子数为1至6的烷基或碳原子数为1至6的烷氧基，n为2至10的整数。
3.根据权利要求2所述的环氧树脂组合物，其中，上述含芴环氧树脂还包括由下述化学式3表示的环氧树脂，[化学式3]上式中，R1至R2各自独立地为氢、碳原子数为1至6的烷基或碳原子数为1至6的烷氧基。4.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，上述含芴环氧树脂在150℃下的熔融粘度为3泊以下，软化点为50至100℃，环氧当量为150至400g/eq。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴灿永，沈明泽，黄丰谷，
申请(专利权)人：株式会社KCC，
类型：发明
国别省市：