[发明专利]氮化镓功率器件用低翘曲高接着力液态模封胶及制备方法

说明书

本发明公开了氮化镓功率器件用低翘曲高接着力液态模封胶及制备方法，该液态模封胶包括10~30质量份的环氧树脂，15~40质量份的固化剂，0.1~5质量份的固化促进剂，3~6质量份的增韧改性剂，110~200质量份的无机填料，0.1~5质量份的硅烷偶联剂；所述环氧树脂为氨基酚三官能团环氧树脂、萘酚环氧树脂中的一种或多种；所述增韧改性剂的化学结构呈高度支化的类球形的树枝状结构，且端基为羟基。本发明液态模封胶同时具备模封和间隙填充的功能，且还具备低翘曲和高接着力的优势。

技术领域

本发明属于氮化镓功率器件制备技术领域，具体涉及氮化镓功率器件用低翘曲高接着力液态模封胶及制备方法。

背景技术

氮化镓作为第三代半导体材料，能提供超越硅的多种优势。与硅器件相比，氮化镓在电源转换效率和功率密度上实现了性能的飞跃。但基于大尺寸硅衬底与氮化镓器件的晶格失配(约17％)和热失配(约118％)太大，会造成外延层裂纹和翘曲，衬底尺寸越大，翘曲和裂纹现象越严重。所以在氮化镓器件生产时需要获得无裂纹、低翘曲度、高晶体质量的GaN外延层，这是制备出高可靠性能GaN功率器件的前提。所以也对应用于氮化镓功率器件的模封胶提出了更高的要求。现有的氮化镓功率器件用模封胶多为固态模封胶，流动性差，不利于器件与基板之间间隙的填充；且还存在易翘曲的现象。

发明内容

本发明打破了现有固态模封胶的现状，提供了氮化镓功率器件用低翘曲高接着力液态模封胶及制备方法，该液态模封胶同时具备模封和间隙填充的功能，且还具备低翘曲和高接着力的优势。

本发明提供的氮化镓功率器件用低翘曲高接着力液态模封胶，包括如下成分：

所述环氧树脂为氨基酚三官能团环氧树脂、萘酚环氧树脂中的一种或多种；

所述增韧改性剂的化学结构呈高度支化的类球形的树枝状结构，且端基为羟基。上述液态模封胶还包括0.1～5质量份的着色剂，着色剂仅用来给液态模封胶提供颜色。

进一步的，固化剂为胺类、硫醇类、酸酐类、酚醛树脂类固化剂中的一种或多种，优选酸酐类。

进一步的，固化促进剂优选有机胺类。

进一步的，增韧改性剂采用威海晨源分子新材料有限公司的T60型号产品。

进一步的，无机填料采用粒径0.1～20μm的二氧化硅，优选表面羟基改性的二氧化硅，例如日本Denka公司的FB-3SDC型号二氧化硅。

作为优选，硅烷偶联剂采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

上述氮化镓功率器件用低翘曲高接着力液态模封胶的制备方法为：

按质量份将环氧树脂、固化剂、固化促进剂，增韧改性剂、无机填料、硅烷偶联剂混合，将混合物研磨成胶状物，对胶状物进行真空脱泡。具体可采用三辊筒进行研磨。

和现有技术相比，本发明具有如下特点和有益效果：

(1)本发明液态模封胶，将模封和间隙填充功能相结合，可省去昂贵的底部填充工序，简化了工序，降低了成本，增加了作业性。

(2)本发明液态模封胶具有低粘度且易于流动，可实现间隙填充，将其用于模封和填充，固化后主要性能指标可达模封要求。同时，本发明液态模封胶还具备低翘曲和高接着力的优势，可避免胶层的开裂和脱落。

(3)本发明通过加入高度支化、表面多羟基、类球形结构的树枝状结构增韧改性剂，带来多作用位点，增加了模封胶与基材间的相互作用，从而有效提高了基材表面的接着力，并显著减轻翘曲情况。

(4)优选方案中采用表面羟基改性的二氧化硅，可更好的与环氧基结合，从而减少精细无机填料在树脂体系中的聚集、团聚问题。