[发明专利]一种环氧树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂组合物。

背景技术

作为一种半导体封装材料，环氧树脂组合物的阻燃性能必须达到UL-94V-0级阻燃的质量标准。现有技术中，达到这一质量标准的主要方法就是加入一定量的阻燃剂，目前所使用的阻燃剂种类很多，传统的(非环保)主要是使用溴类阻燃剂和锑类阻燃剂。但是，随着全球环保意识的加强，各国纷纷拟定环境保护法案，在电子产品中限制使用含溴化物阻燃剂以及含铅等有害物质。早在上世纪90年代初，美国、欧洲和日本等各国就意识到电子工业的迅猛发展，工业产品的废弃物，尤其是每年用量很大的铅锡焊料中的铅的危害必须重视。我国现在已经成为全球家用电器的出口大国之一，我国的电子产品要进入国际市场也将受到ROHS等限制法对电子产品有害物质限制的制约，按照欧盟议会和理事会颁布的“关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质的指令”的文件要求，我国自2006年7月1日起，投放市场的国家重点监管目录内的电子信息产品不能含有铅、锑、汞、镉、六价铬、多溴联苯(PBB)或多溴联苯醚(PBDE)等有害物质。所以传统的溴类阻燃剂和锑类阻燃剂将会逐步被环保型阻燃剂所替代，但目前所使用的环保型阻燃剂的阻燃效果远不如Br/Sb类阻燃剂，它需要加入更大的用量才能达到阻燃的要求。但是，使用大量的阻燃剂将会严重影响环氧树脂组合物的流动性能、模塑性能以及可靠性能。

在半导体封装中，从传统的含铅焊料240℃的高温回流工艺，到绿色环保的无铅焊料260℃的高温回流工艺转变，使之对环氧模塑料的可靠性能提出了更高的要求。在绿色环保四边扁平无引脚封装(QFN)的封装中，环氧模塑料首先必须满足无铅封装工艺的高温回流对可靠性能的要求，具有高耐热性能、高粘结性能、以及低吸水率和低应力等特性，从而减少或避免经过高温回流后环氧模塑料与芯片/基岛/框架之间的分层现象。其次，环氧模塑料还必须具有较低的热膨胀系数，使之与芯片/基岛/框架等半导体封装材料的热膨胀系数相匹配，从而减小因热膨胀系数不匹配而产生的封装体翘曲现象。所以，在QFN封装中，环氧模塑料必须具有高可靠性能和低翘曲性能，从而减少或避免半导体封装内部分层和外部翘曲等不良现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了传统的环氧树脂组合物中添加溴类阻燃剂或锑类阻燃剂，而现有的环氧树脂组合物中由于加入大量环保型阻燃剂，难以满足无铅回流焊要求的缺陷，从而提供了一种绿色环保、能满足无铅高温回流工艺的、具有高可靠性能和低翘曲性能的环氧树脂组合物。

本发明的环氧树脂组合物，其含有环氧树脂、酚醛树脂、固化促进剂和无机填料；所述的环氧树脂包括：(1)式I所示的环氧树脂；(2)式II所示的环氧树脂；以及(3)式III和/或式IV所示的环氧树脂；

式I      式II 

式III    式IV

其中，R₁和R₂独立地为氢或C₁-C₆的烷基，R₁较佳的为甲基，R₂较佳的为叔丁基；式I中的n为0-50的整数。式I的环氧树脂的含量为20-50％，较佳的为30-40％；式II的环氧树脂的含量为10-40％，较佳的为15-25％；式III的环氧树脂的含量为0-30％，较佳的为15-25％；式IV的环氧树脂的含量为0-40％，较佳的为20-30％；式III和式IV不能同时为0％；所述的含量的百分比皆为相对于环氧树脂混合物总质量的百分比。所述的环氧树脂混合物的含量较佳的为环氧树脂组合物质量的3-8％。

本发明的环氧树脂与酚醛树脂反应形成一种环氧树脂组合物自熄火网络结构，即在环氧树脂组合物燃烧时，会形成一种泡沫层(阻燃壁垒)，阻隔氧通过，并隔断热传递来达到自熄火作用，同时固化后的树脂化合物在主链中形成的含多芳烃组的、具有抗热分解反应的网络对泡沫层的稳定性起着非常重要的作用。这种组合物具有很好的耐热性能和可靠性能，也具有低吸水率和低应力，可以很好地满足无铅焊料工艺的高温可靠性要求，同时具有低翘曲性能。

本发明所述的酚醛树脂主要作为固化剂使用，能选用本领域常规使用的酚醛树脂，较佳的为低吸水酚醛树脂和联苯型酚醛树脂。所述的酚醛树脂中酚式羟基的数目与环氧树脂混合物中环氧基团的数目的比值为0.8-1.3，较佳的为0.9-1.1。

本发明所述的固化促进剂为咪唑类化合物。所述的咪唑类化合物指咪唑或含有咪唑基团的化合物，较佳的为二甲基咪唑；所述的固化促进剂的含量较佳的为小于或等于环氧树脂组合物质量的1％。