[发明专利]环氧模塑化合物、其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧模塑化合物，其包含具有特定粒径分布的结晶二氧化硅，任选地与具有特定颗粒直径的球形二氧化硅组合，所述环氧模塑化合物具有高导热性和低线偏移。本发明还涉及一种制备环氧模塑化合物的方法以及环氧模塑化合物用于全模塑模块的用途。

背景技术

环氧模塑化合物(“EMC”)广泛用于各种封装领域，例如半导体装置、集成电路、消费电子、交通工具等。EMC在电子封装中具有非常重要的作用，例如保护装置的内部免于诸如灰尘、水分、辐射或机械冲击的影响并促进散热。

随着微电子包装技术的发展，EMC，作为主要的微电子包装材料，也快速发展并且占有超过90％的微电子包装材料的市场份额。

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一种或多种环氧树脂、一种或多种固化剂(硬化剂)、一种或多种固化促进剂(催化剂)、一种或多种填料以及任选存在的一种或多种添加剂。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制并固化为固体形态的物品。然后，脱模的物品通常在升高的温度下后固化以完成固化反应并获得具有期望性质的树脂物品。

US8362115B2公开了一种环氧树脂组合物，其包含特定的环氧树脂、酚醛树脂、固化促进剂和无机填料。其中公开的环氧树脂组合物具有较好的可靠性和较好的翘曲性质。但是US8362115B2没有提及导热性和线偏移性质。

模块是先进的混合集成半导体，例如集成电路和功率装置。传统的模块是半封装的，这使得能实现高功率密度和快速散热，并且要求简单的封装方法。然而，这样的半封装的不足在于低抗干扰能力、低安全系数、对于高压和高湿的低抗性。全模塑模块表示所有的半导体都封装在EMC中而没有裸露的散热片，这改进模块的电气性能和稳定性。全模塑模块是模块的发展趋势。

在全模塑模块中，对于EMC的导热性和流动性具有较高要求。高导热性总是意味着高导热性填料的高荷载，因此用于全模塑TO应用的传统高导热性EMC总是要求高粘度，然而这可能导致全模塑模块的流动性的降低和线偏移的增加，因为在一个模块中集成了许多功能单元。

因此，仍然亟需一种环氧模塑化合物，其可以平衡高导热性和高流动性，并且仍然保持全模塑模块中所要求的其他期望性质。

发明内容

在一方面，本发明提供一种环氧模塑化合物，其具有高导热性和低线偏移同时保留全模塑模块所要求的其他性质。

本发明的环氧模塑化合物包含：

(a)环氧树脂，

(b)酚醛树脂，

(c)固化促进剂，

(d)结晶二氧化硅，其任选地与球形二氧化硅组合，和

(e)一种或多种选自以下的添加剂：阻燃剂、蜡、偶联剂、颜料、离子捕获剂和应力吸收剂；

其中所述结晶二氧化硅的粒径分布为5-50重量％、优选5-45重量％的结晶二氧化硅小于10μm，并且50-95重量％、优选55-95重量％的结晶二氧化硅大于10μm但小于75μm；

所述球形二氧化硅的颗粒直径为0.1-30μm、优选0.1-20μm，更优选0.1-10μm的范围内；

基于所述组合物的总重量，所述结晶二氧化硅和所述球形二氧化硅(如果存在)的总量为约40-90重量％，优选50-88重量％；

所述结晶二氧化硅与所述球形二氧化硅(如果存在)之间的重量比为5:1-35:1、优选10:1-30:1、更优选12:1-28:1的范围内；并且

所述酚醛树脂中的羟基与所述环氧树脂中的环氧基团的摩尔比为0.5-2、优选0.8-1.7、更优选0.9-1.5的范围内。

本发明的另一方面提供一种制备本发明的环氧模塑化合物的方法，其包括以下步骤：

(1)称取所有的组分并将其在高速混合器中混合以获得预混粉末；和

(2)将所述预混粉末通过挤出机挤出以获得挤出产品，然后将所述挤出产品破碎成粉末。

挤出机可以是双螺杆挤出机。挤出可以优选在升高的温度下进行，例如60℃-110℃范围内的温度。

本发明的又一方面涉及本发明的环氧模塑化合物用于全模塑模块的用途。

具体实施方式

下文将详细地描述本发明。本文中的材料、方法和实施例仅仅是示例性的，并且除非另外指明，都不意图是限制性的。虽然本文中描述合适的方法和材料，但是与本文描述的类似的或等同的方法和材料也可以用于实施或测试本发明。本文描述的所有公开和其他参考文献都明确整体援引加入本文。