树脂组合物制造技术

提供了一种树脂组合物，其用于得到展现出改善的耐热性和较高玻璃转化温度的固化的树脂材料。本发明专利技术的树脂组合物包含：树脂和平均颗粒直径小于或等于1000nm的无机填料，所述树脂选自a)热固性树脂和固化剂或者b)热塑性树脂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可以生产固化的树脂材料的树脂组合物，所述固化的树脂材料具有改善的耐热性和较高的玻璃转化温度。
技术介绍
近年来，IGBT (绝缘栅双极晶体管)、M0SFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)和其他可以在高电压环境下以大容量运行的能量模块广泛地用于消费器具和工业机械。在一些此类使用半导体元件的各种模块(下文称作“半导体模块”)中，安装好的半导体元件产生 的热量可以达到高温。这会在以下几种情况下发生当半导体元件在高能级下运行；当半导体元件中的电路是高度集成的；或者当电路具有高运行频率。在所述情况下，半导体模块中的绝缘密封树脂的玻璃转化温度(Tg)必须大于或等于放热温度。为了使得用作绝缘密封树脂的固化环氧树脂材料具有耐热性，对常规环氧树脂的分子结构进行选择，并增加交联密度以提升固化材料的Tg并改善耐热性。但是，通过改变环氧树脂的分子结构或者增加交联密度来改善耐热性的方法会对绝缘密封树脂的粘度特性、吸湿性和其他必要特性产生负面影响。还已知树脂组合物包含二氧化硅细颗粒、双官能环氧树脂、多官能环氧树脂以及胺固化剂作为必要组分，其是环氧树脂组合物，用于为纤维强化复合物提供了高温环境中的高机械强度(专利文献I )。但是，问题在于纤维强化复合物所需的物理特性是当树脂组合物浸溃到强化纤维然后固化时得到的，在该配置中对于密封半导体元件和其他电气部件不能使用所述树脂组合物作为绝缘密封树脂组合物。那些具有绝缘特性的树脂还广泛地在燃料电池、光伏电池和其他电气部件和产品中用作绝缘和内部保护，所述装置中产生的热量会达到高温，对于这些应用还需要高玻璃转化温度。专利文献I :日本专利申请公开号2009-292866。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决上述问题以提供树脂组合物，从而可以得到具有改善的耐热性和较高玻璃转化温度的固化的树脂材料，所述固化的树脂材料具有树脂的原始分子结构，以及用该树脂组合物密封的半导体模块。为了实现该目的，本专利技术的一个实施方式是树脂组合物，其包含树脂和平均颗粒直径小于或等于IOOOnm的无机填料，所述树脂选自a)热固性树脂和固化剂或者b)热塑性树脂。以树脂组合物的总质量计，树脂组合物中无机填料的混合比优选为0. I重量％至10重量％。此外，无机填料优选是选自平均颗粒直径为I至IOOOnm的A1203、SiO2, BN、AlN以及Si3N4中的至少一种。此外，树脂优选是热固性树脂和固化剂，所述热固性树脂是环氧树脂，而所述固化剂是酸酐固化剂或者含有在分子结构中具有一个或多个选自-NH3、_順2和-NH官能团的分子的固化剂，所述无机填料的平均颗粒直径小于或等于lOOnm。具体地，所述环氧树脂优选是三官能环氧树脂。本专利技术的另一个方面是通过对前述树脂组合物进行热固化得到的固化的纳米复合树脂材料，其中所述树脂是热固性树脂和固化剂。填料优选以I至200nm的平均填料间距相互分开。树脂还优选是热塑性树脂，所述热塑性树脂是尼龙，所述无机填料的平均颗粒直径小于或等于lOOOnm。本专利技术的另一个方面是通过对前述树脂组合物进行固化得到的固化的纳米复合树脂材料，其中所述树脂是热塑性树脂。特别希望填料的平均填料间距为I至2000nm。本专利技术的另一个方面是半导体模块，该半导体模块通过如下步骤得到使用前述的树脂组合物密封包含金属块、粘贴在所述金属块的一个表面上的绝缘层以及安装在所述金属块的另一个表面上的至少一个电路元件的组件。优选通过封装、传递模塑和液体传递模塑中的任一种对树脂组合物进行密封。绝缘层优选是绝缘材料，该绝缘材料含有环氧树脂、分散在环氧树脂中的平均颗粒直径为I至99nm的第一无机填料以及分散在环氧树脂中的平均颗粒直径为0. I至100微米的第二无机填料，其中所述第一和第二无机填料分别独立地选自Al203、Si02、BN、AlN和Si3N4中的至少一种，绝缘材料中所述第一和第二无机填料的混合比分别是0. I至7重量％和80至95重量％。本专利技术的另一个方面是一种制备半导体模块的方法，该方法包括以下步骤将绝缘层粘到金属块的一个表面上的步骤；将至少一个电路元件安装在金属块的另一个表面上的步骤；以及使用前述树脂组合物对通过安装电路元件得到的组件进行密封的步骤。优选通过选自封装、传递模塑、液体传递模塑、压塑和注塑的任意方法进行所述密封步骤。所述本专利技术的树脂组合物优选用作对包含半导体模块和光伏电池的电气部件进行绝缘和内部保护，特别优选对半导体模块进行绝缘和密封。本专利技术的另一个实施方式是用于半导体模块的绝缘密封树脂组合物，其包含环氧树脂、酸酐固化剂或者含有在分子结构中具有一个或多个选自-NH3、_順2和-NH官能团的分子的固化剂、以及平均颗粒直径小于或等于IOOnm的无机填料。以树脂组合物的总质量计，所述树脂组合物中无机填料的混合比优选为0. I重量％至10重量％。无机填料优选选自平均颗粒直径为I至IOOnm的Al203、Si02、BN、AlN以及Si3N4中的至少一种。环氧树脂优选是三官能环氧树脂。本专利技术还涉及通过对用于半导体模块的绝缘密封树脂组合物进行热固化得到固化的纳米复合树脂材料。本专利技术还涉及半导体模块，该半导体模块通过如下步骤得到使用用于半导体模块的绝缘密封树脂组合物密封包含金属块、粘贴在所述金属块的一个表面上的绝缘层以及安装在所述金属块的另一个表面上的至少一个电路元件的组件。优选通过封装、传递模塑或液体传递模塑中的任一种用绝缘密封树脂组合物对半导体模块进行密封。绝缘层优选是绝缘材料，该绝缘材料包含环氧树脂、分散在环氧树脂中的平均颗粒直径为I至99nm的第一无机填料以及分散在环氧树脂中的平均颗粒直径为0. I至100微米的第二无机填料，其中所述第一和第二无机填料分别独立地选自Al203、Si02、BN、AlN和Si3N4中的至少一种，绝缘材料中所述第一和第二无机填料的混合比分别是0. I至7重量％和80至95重量％。本专利技术还涉及一种制备半导体模块的方法，该方法包括以下步骤将绝缘层粘到金属块的一个表面上的步骤；将至少一个电路元件安装在同一金属块的另一个表面上的步骤；以及使用前述绝缘密封树脂组合物对通过安装电路元件得到的组件进行密封的步骤。优选通过选自封装、传递模塑和液体传递模塑的任意方法进行所述密封步骤。通过用本专利技术组合物的树脂组合物，可以得到具有改善的耐热性和较高Tg的固 化的纳米复合树脂材料，而不改变树脂的分子结构。此外，使用本专利技术的树脂组合物制备的半导体模块、燃料电池、光伏电池或者其他制品可以实现高温运行。附图简要说明图I所示是本专利技术的半导体模块的一个实施方式的截面图及其制备方法。附图标记的i兑明I 固化的纳米复合树脂材料2 金属块3 绝缘层4 电路元件5 导线框架6 粘合配线10半导体模块本专利技术最佳实施方式以下描述了本专利技术的实施方式。但是，本专利技术不限于如下所述的实施方式。本专利技术的第一实施方式的树脂组合物包含热固性树脂、固化剂和无机填料。热固性树脂的类型未指明，但是特别希望是环氧树脂。所述环氧树脂没有特别限制，但是单独或者结合使用例如双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂和其他双官能环氧树脂，以及苯酚酚醛环氧树脂、甲酚酚醛环氧树脂、双酚A酚醛环氧树脂、双酚F酚醛环氧树脂、萘环氧树脂、联苯环氧树脂、二环戊二烯环氧树脂以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：雁部竜也，竹松裕司，冈本健次，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：
国别省市：