【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环氧树脂组合物，具体为一种高耐热性的低介电环氧树脂组合物及其制备和应用。
技术介绍
1、随着微电子产品的多功能化、高性能化及轻薄化的发展，大大推动了超高密度和超大规模集成电路关键技术及材料的发展。为了解决高密度集成所带来的信号延迟和功率损耗等问题，可通过降低集成电路中使用材料的介电常数，以降低集成电路的漏电电流、导线间的电容效应、集成电路发热等。此外，在某些特定应用领域中，比如sic功率模块，不仅要求封装材料具有低介电常数还需具备优异的耐热性，结合半导体封装材料大多采用环氧模塑料，因此有必要开发一种高耐热性的低介电环氧树脂组合物。如中国专利（授权公告号为cn105764984 b）公开了具有耐热性和低介电损耗特性的热固性树脂组合物、利用其的预浸料及铜箔层叠板，通过并用断裂韧性、尺寸稳定性和阻燃性等优异且介电特性、耐热性和耐湿性等均优异的聚苯醚、双酚m型环氧树脂、低介电性氰酸酯、交联固化剂，制作了包括耐热性、低介电常数特性在内的整体物性均优异的热固性树脂组合物，但是该树脂组合物后续作为预浸料应用于铜箔层叠板来保证良好的应用效果，无法满足sic功率模块封装应用需求。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种高耐热性的低介电环氧树脂组合物，通过优化环氧树脂组合配合热塑性聚合物的添加，有效提高环氧树脂组合物耐热性的同时降低环氧树脂组合物的介电常数，更好的满足碳化硅（sic）功率模块封装应用需求。
2、本专利技术一方面提供了一种高耐热性的低介电环氧树
3、作为一种优选的技术方案，所述环氧树脂至少包括笼型倍半硅氧烷改性环氧树脂。优选的，所述环氧树脂为笼型倍半硅氧烷改性环氧树脂和结晶联苯型环氧树脂、联苯苯酚型自阻燃环氧树脂、四官能缩水甘油胺类环氧树脂中至少一种的组合。优选的，所述环氧树脂为笼型倍半硅氧烷改性环氧树脂、结晶联苯型环氧树脂、联苯苯酚型自阻燃环氧树脂、四官能缩水甘油胺类环氧树脂的组合，所述笼型倍半硅氧烷改性环氧树脂、结晶联苯型环氧树脂、联苯苯酚型自阻燃环氧树脂、四官能缩水甘油胺类环氧树脂的质量比为（0.5-2）：（1.33-1.83）：（1.33-1.83）：（1.33-1.83），优选为（1-2）：（1.33-1.67）：（1.33-1.67）：（1.33-1.67）。
4、优选的，所述结晶联苯型环氧树脂的环氧当量为180-200g/eq，优选为190-200 g/eq。
5、优选的，所述联苯苯酚型自阻燃环氧树脂的环氧当量为260-300g/eq，优选为260-280 g/eq。
6、优选的，所述四官能缩水甘油胺类环氧树脂的环氧当量为100-120g/eq，优选为105-118 g/eq。
7、优选的，所述环氧树脂中笼型倍半硅氧烷改性环氧树脂的质量占比为23-33.4%。所述笼型倍半硅氧烷改性环氧树脂的型号为ep0417或ep0425，来源于丰田通商；所述结晶联苯型环氧树脂的型号为jx9000h，来源于湖南嘉盛德材料科技股份有限公司；所述联苯苯酚型自阻燃环氧树脂的型号为bpne3501ll，来源于湖南嘉盛德材料科技股份有限公司；所述四官能缩水甘油胺类环氧树脂的型号为xb9721，来源于广州亿珲盛化工有限公司。
8、本专利技术提供的环氧树脂组合物，通过同时引入笼型倍半硅氧烷改性环氧树脂、结晶联苯型环氧树脂、联苯苯酚型自阻燃环氧树脂、四官能缩水甘油胺类环氧树脂，提高组合物的玻璃化转变温度的同时克服环氧基官能团数量增加对介电特性的影响，尤其是控制环氧树脂中笼型倍半硅氧烷改性环氧树脂的质量占比为23-33.4%，进一步提高环氧树脂组合物的热分解温度。专利技术人分析原因可能为：在上述环氧树脂组合物的配合下，配合固化剂有效提高固化密度进而提高玻璃化转变温度的同时，在笼型倍半硅氧烷改性环氧树脂结构特性作用下，环氧树脂体系不易产生极化从而有效降低产品的介电常数，而环氧树脂中笼型倍半硅氧烷改性环氧树脂添加量过高影响环氧树脂组合物封装后的韧性且成本升高。
9、作为一种优选的技术方案，所述热塑性聚合物选自聚醚醚酮（peek）及其复合材料、聚苯硫醚（pps）及其复合材料、聚酰亚胺（pi）及其复合材料、聚碳酸酯（pc）及其复合材料、聚芳砜（pasf）及其复合材料中的至少一种，优选为聚醚醚酮和/或聚苯硫醚。
10、优选的，所述聚醚醚酮和/或聚苯硫醚与笼型倍半硅氧烷改性环氧树脂的质量比为（0.2-1）：（1-2）。
11、进一步的，本专利技术通过引入热塑性聚合物进一步改善环氧树脂组合物体系的耐热性，尤其是引入的热塑性聚合物为聚醚醚酮和/或聚苯硫醚且控制聚醚醚酮和/或聚苯硫醚与笼型倍半硅氧烷改性环氧树脂的质量比为（0.2-1）：（1-2），显著降低环氧树脂组合物的介电常数的同时提高环氧树脂组合物的热分解温度，而聚醚醚酮和/或聚苯硫醚的添加量过高导致团聚，影响后续加工。
12、作为一种优选的技术方案，所述固化剂为联苯型酚醛树脂，型号为sh-5075，来源于山东圣泉新材料股份有限公司。
13、作为一种优选的技术方案，所述二氧化硅为球形二氧化硅，所述球形二氧化硅的粒径＜55μm，来源于浙江华飞电子基材有限公司。
14、作为一种优选的技术方案，所述催化剂为三苯基膦，来源于上海威方精细化工有限公司。
15、作为一种优选的技术方案，所述偶联剂为硅烷偶联剂，型号为kh560，来源于轩浩新材料。
16、作为一种优选的技术方案，所述着色剂为炭黑，型号为ma100，来源于日本三菱。
17、作为一种优选的技术方案，所述脱模剂为氧化聚乙烯，型号为pe105，来源于琦鸿控股有限公司。
18、作为一种优选的技术方案，所述应力改性剂为有机硅粉末，型号为ep-2720，来源于美国道康宁。
19、本专利技术另一方面提供了一种高耐热性的低介电环氧树脂组合物的制备方法，至少包括以下步骤：首先将固化剂、热塑性聚合物和脱模剂加入加热搅拌罐，在120-150℃下搅拌10-30min得到中间体；再将环氧树脂、中间体、二氧化硅、催化剂、偶联剂、着色剂、应力改性剂加入立式不锈钢搅拌罐搅拌10-30min得到混合粉末；再将混合粉末通过双螺杆挤出机混炼，温区一区至四区分别设置为10-30℃、60-80℃、100-120℃、60-80℃，将挤出物冷却并粉碎即得高耐热性的低介电环氧树脂组合物。
20、有益效果
21、1、本专利技术提供了一种高耐热性的低介电环氧树脂组合物，通过优化环氧树脂组合配合热塑性聚合物的添加，有效提高环氧树脂组合物耐热性的同时降低环氧树脂组合物的介电常数，更好的满足碳化硅（sic）功率模块封装应用需求。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高耐热性的低介电环氧树脂组合物，其特征在于，按重量份计，至少包括以下原料：环氧树脂4-8份，固化剂3-6份，二氧化硅85-90份，催化剂0.1-0.5份，偶联剂0.1-0.5份，着色剂0.1-0.5份，热塑性聚合物0.5-1份，脱模剂0.2-1份，应力改性剂0.2-1份；所述环氧树脂为笼型倍半硅氧烷改性环氧树脂、结晶联苯型环氧树脂、联苯苯酚型自阻燃环氧树脂、四官能缩水甘油胺类环氧树脂的组合，所述笼型倍半硅氧烷改性环氧树脂、结晶联苯型环氧树脂、联苯苯酚型自阻燃环氧树脂、四官能缩水甘油胺类环氧树脂的质量比为（1-2）：（1.33-1.67）：（1.33-1.67）：（1.33-1.67）；所述热塑性聚合物为聚醚醚酮和/或聚苯硫醚。
2.根据权利要求1所述的一种高耐热性的低介电环氧树脂组合物，其特征在于，所述结晶联苯型环氧树脂的环氧当量为180-200g/eq。
3.根据权利要求1所述的一种高耐热性的低介电环氧树脂组合物，其特征在于，所述联苯苯酚型自阻燃环氧树脂的环氧当量为260-300g/eq。
4.根据权利要求1所述的一种高耐热性的低介电
5.根据权利要求4所述的一种高耐热性的低介电环氧树脂组合物，其特征在于，所述环氧树脂中笼型倍半硅氧烷改性环氧树脂的质量占比为23-33.4%，所述聚醚醚酮和/或聚苯硫醚与笼型倍半硅氧烷改性环氧树脂的质量比为（0.2-1）：（1-2）。
6.根据权利要求5所述的一种高耐热性的低介电环氧树脂组合物，其特征在于，所述固化剂为联苯型酚醛树脂。
7.根据权利要求6所述的一种高耐热性的低介电环氧树脂组合物，其特征在于，所述二氧化硅为球形二氧化硅，所述球形二氧化硅的粒径＜55μm。
8.根据权利要求7所述的一种高耐热性的低介电环氧树脂组合物，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的高耐热性的低介电环氧树脂组合物的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：首先将固化剂、热塑性聚合物和脱模剂加入加热搅拌罐，在120-150℃下搅拌10-30min得到中间体；再将环氧树脂、中间体、二氧化硅、催化剂、偶联剂、着色剂、应力改性剂加入立式不锈钢搅拌罐搅拌10-30min得到混合粉末；再将混合粉末通过双螺杆挤出机混炼，温区一区至四区分别设置为10-30℃、60-80℃、100-120℃、60-80℃，将挤出物冷却并粉碎即得高耐热性的低介电环氧树脂组合物。
10.一种根据权利要求1-8任一项所述的高耐热性的低介电环氧树脂组合物的应用，其特征在于，应用于碳化硅功率模块封装。
...【技术特征摘要】
1.一种高耐热性的低介电环氧树脂组合物，其特征在于，按重量份计，至少包括以下原料：环氧树脂4-8份，固化剂3-6份，二氧化硅85-90份，催化剂0.1-0.5份，偶联剂0.1-0.5份，着色剂0.1-0.5份，热塑性聚合物0.5-1份，脱模剂0.2-1份，应力改性剂0.2-1份；所述环氧树脂为笼型倍半硅氧烷改性环氧树脂、结晶联苯型环氧树脂、联苯苯酚型自阻燃环氧树脂、四官能缩水甘油胺类环氧树脂的组合，所述笼型倍半硅氧烷改性环氧树脂、结晶联苯型环氧树脂、联苯苯酚型自阻燃环氧树脂、四官能缩水甘油胺类环氧树脂的质量比为（1-2）：（1.33-1.67）：（1.33-1.67）：（1.33-1.67）；所述热塑性聚合物为聚醚醚酮和/或聚苯硫醚。
2.根据权利要求1所述的一种高耐热性的低介电环氧树脂组合物，其特征在于，所述结晶联苯型环氧树脂的环氧当量为180-200g/eq。
3.根据权利要求1所述的一种高耐热性的低介电环氧树脂组合物，其特征在于，所述联苯苯酚型自阻燃环氧树脂的环氧当量为260-300g/eq。
4.根据权利要求1所述的一种高耐热性的低介电环氧树脂组合物，其特征在于，所述四官能缩水甘油胺类环氧树脂的环氧当量为100-120g/eq。
5.根据权利要求4所述的一种高耐热性的低介电环氧树脂组合物，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾海勇，刘香，陆海平，谢广超，周凯，
申请(专利权)人：上海道宜半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。