一種倒裝芯片封裝的環氧樹脂組合物的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種半導體封裝材料技術領域，特別是一種倒裝芯片封裝的環氧樹脂 組合物。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著電子信息產業的迅速發展，電子元器件逐漸向小型化、薄型化與高度 集成方向發展，在大規模集成電路封裝的過程中，封裝的形式也越來越集成，傳統的引線封 裝，因不能滿足小型化，也不利于集成電路的發展，而由焊球來取代進行電路基板和芯片的 聯接，成為目前廣泛關注的焦點。
[0003] 目前，在倒裝芯片封裝過程中，電路設計的過程中芯片和基板的間距一般在70~ 80ym。因此，決定了焊球的高度也控制在這范圍內。

【發明內容】

[0004] 本發明要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提出了一種倒裝芯片封裝的環 氧樹脂組合物。符合和滿足倒裝芯片封裝的高流動性，并能滿足封裝成型過程中出現的填 充完全、可操作性的要求。
[0005] 本發明要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現的，一種倒裝芯片封裝的環 氧樹脂組合物，其特點是：
[0006] 它包括環氧樹脂5~30質量份、酚醛樹脂5~20質量份、無機填料70~90質量 份、阻燃劑1~10質量份、固化促進劑0. 5~2. 5質量份、硅烷偶聯劑0. 5~4. 5質量份；各 組分準確稱量后，在雙輥混煉機上進行熔融混煉，混煉溫度為90~110°C，混煉時間為2~ 20分鐘，將混合材料壓成1. 5_厚的薄片，經冷卻后粉碎制成；
[0007] 其中：環氧樹脂采用具有低粘度、高流動性、高玻璃化溫度的含萘型或者聯苯結構 型環氧樹脂；
[0008] 酚醛樹脂采用具有較好的流動性的含有聯苯基結構或多個羥基結構的酚醛樹 脂；
[0009] 所用的無機填料為球形娃微粉，其粒度分布D50為4~6ym，l~6ym部分娃微 粉占總量的60~75%，6~12ym部分硅微粉占總量的20~25 %。12~48ym部分硅微 粉占總量的5~20%。
[0010] 本發明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，所用硅烷偶聯 劑是環氧基硅烷。
[0011] 本發明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，環氧樹脂的環 氧當量與酚醛樹脂的羥基當量的比值控制在〇. 8 - 1. 3范圍內時，環氧樹脂組合物在成型 時，表現出良好的固化特性。
[0012] 本發明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，所用的脫模劑 為巴蠟、聚乙烯蠟、硬脂酸或褐煤蠟的任意一種。
[0013] 本發明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，所述的固化促 進劑為：咪唑類或磷類化合物，包括2-甲基-4-苯基咪唑；或者為叔胺化合物，包括芐基二 甲胺、三乙胺芐基二甲胺、1，8-二氮雜雙環（5, 4, 0)十一碳烯-7;或者為有機膦化合物，包 括三苯基膦、四苯基膦、三（對甲基苯基）膦。
[0014] 本發明與現有技術相比，能夠良好填充倒裝芯片集成電路中芯片與電路板之間的 80ym間隙及包覆圓球凸點。本發明通過選用合適的硅微粉粒度分布，其粒度分布D50為 4~6um，1~6um部分娃微粉占總量的60~75 %，6~12um部分娃微粉占總量的20~ 25%，12~48um部分硅微粉占總量的5~20%，能制備出高流動性和良好填充性的倒裝芯 片封裝用的環氧樹脂組合物。
【具體實施方式】
[0015] -種倒裝芯片封裝的環氧樹脂組合物，它包括環氧樹脂5~30質量份、酚醛樹脂 5~20質量份、無機填料70~90質量份、阻燃劑1~10質量份、固化促進劑0. 5~2. 5質 量份、硅烷偶聯劑0. 5~4. 5質量份；各組分準確稱量后，在雙輥混煉機上進行熔融混煉，混 煉溫度為90~110°C，混煉時間為2~20分鐘，將混合材料壓成1. 5mm厚的薄片，經冷卻后 粉碎制成；
[0016] 其中：環氧樹脂采用具有低粘度、高流動性、高玻璃化溫度的含萘型或者聯苯結構 型環氧樹脂；
[0017] 酚醛樹脂采用具有較好的流動性的含有聯苯基結構或多個羥基結構的酚醛樹 脂；
[0018] 使用的酚醛樹脂的上限是3% -10%范圍內，當超出這個范圍時，材料有較好的流 動性，當低于這個范圍時，出現流動性及可靠性差的問題。
[0019] 環氧樹脂的環氧當量與酚醛樹脂的羥基當量的比值控制在0. 8 - 1. 3范圍內時， 環氧樹脂組合物在成型時，表現出良好的固化特性。
[0020] 所用的無機填料為球形娃微粉，其粒度分布D50為4~6ym，l~6ym部分娃微 粉占總量的60~75%，6~12ym部分硅微粉占總量的20~25 %。12~48ym部分硅微 粉占總量的5~20%。
[0021] 所用硅烷偶聯劑是環氧基硅烷。
[0022] 所用硅烷偶聯劑是環氧基硅烷幾種偶聯劑的混合體，采用其中的兩種或者幾種混 合使用。它與無機材料，有機物都有很好的粘結力。
[0023] 所述的固化促進劑為：咪唑類或磷類化合物，包括2-甲基-4-苯基咪唑；或者為 叔胺化合物，包括芐基二甲胺、三乙胺芐基二甲胺、1，8-二氮雜雙環（5, 4, 0)十一碳烯-7; 或者為有機膦化合物，包括三苯基膦、四苯基膦、三（對甲基苯基）膦。咪唑或磷類化合物， 包括2MZ-A、或者可以單獨或混合使用，優先選用可以在高溫條件下催化反應，可以使材料 有更好的流動性。
[0024] 以下進一步描述本發明的具體技術方案，以便于本領域的技術人員進一步理解本 發明，而不構成對其權利的限制。
[0025] 實驗例1。實施例1所述配方A中各組分準確稱量后，在雙輥混煉機上進行熔融混 煉，混煉溫度為90~110°C，混煉時間為2~20分鐘，將混合材料壓成1. 5mm厚的薄片，經 待混合均勻后，冷卻粉碎，進行性能測試。
[0026] 實驗例2。實施例2所述的配方B中各組分準確稱量后，在雙輥混煉機上進行熔融 混煉，混煉溫度為90~110°C，混煉時間為2~20分鐘，將混合材料壓成1. 5mm厚的薄片， 經待混合均勻后，冷卻粉碎，進行性能測試。
[0027] 實驗例3。實施例3所述的配方中各組分準確稱量后，在雙輥混煉機上進行熔融混 煉，混煉溫度為90~110°C，混煉時間為2~20分鐘，將混合材料壓成1. 5mm厚的薄片，經 待混合均勻后，冷卻粉碎，進行性能測試。
[0028] 實驗例4。實施例4所述的配方中各組分準確稱量后，在雙輥混煉機上進行熔融混 煉，混煉溫度為90~110°C，混煉時間為2~20分鐘，將混合材料壓成1. 5mm厚的薄片，經 待混合均勻后，冷卻粉碎，進行性能測試。
[0029] 對比例1。所述的配方中各組分準確稱量后，在雙輥混煉機上進行熔融混煉，混煉 溫度為90~110°C，混煉時間為2~20分鐘，將混合材料壓成1. 5mm厚的薄片，經待混合均 勻后，冷卻粉碎，進行性能測試。
[0030] 對比例2。所述的配方中各組分準確稱量后，在雙輥混煉機上進行熔融混煉，混煉 溫度為90~110°C，混煉時間為2~20分鐘，將混合材料壓成1. 5mm厚的薄片，經待混合均 勻后，冷卻粉碎，進行性能測試。
[0031] 對比例3。所述的配方中各組分準確稱量后，在雙輥混煉機上進行熔融混煉，混煉 溫度為90~110°C，混煉時間為2~20分鐘，將混合材料壓成1. 5mm厚的薄片，經待混合均 勻后，冷卻粉碎，進行性能測試。
[0032] 對比實驗中主要性能指標使用下述方法進行測試的：
[0033]a)膠化時間：熱板法，將電熱板加熱到175± 1°C，取2_3g樣品粉料放在電熱板上， 粉料逐漸由流體變成膠態時為終點，讀出所需時間。
[0034] b)流動性：在傳遞模塑壓機上借助EMMI-1-66螺旋流動金屬模具測定，成型壓力 為70Kgf/cm2模具溫度在175±2°C，取樣品15g進行測試。
[0035] c)熔融粘度：利用日本島津公司的毛細管流變儀測定所述環氧組合物的熔融粘 度。測試條件：口模為0.5XL0mm，壓力為25公斤，溫度為175°C。
[0036] 實驗結果如下：
[0037]
[0038]
[0039] 從上表中可以看出，實施例的流動性和填充性都很好，而對比例的流動性、成型性 和填充性都很差，可以看出對于倒裝芯片封裝中，組合物中硅微粉其粒度分布D50控制在 4~6um，1~6um部分娃微粉占總量的60~75 %，6~12um部分娃微粉占總量的20~ 25%，12~48um部分硅微粉占總量的5~20%，能制備出高流動性和良好填充性的倒裝芯 片封裝用的環氧樹脂組合物。
【主權項】
1. 一種倒裝芯片封裝的環氧樹脂組合物，其特征在于： 它包括環氧樹脂5~30質量份、酸醛樹脂5~20質量份、無機填料70~90質量份、 阻燃劑1~1〇質量份、固化促進劑0. 5~2. 5質量份、硅烷偶聯劑0. 5~4. 5質量份；各組 分準確稱量后，在雙輥混煉機上進行熔融混煉，混煉溫度為90~IKTC，混煉時間為2~20分 鐘，將混合材料壓成I. 5_厚的薄片，經冷卻后粉碎制成； 其中：環氧樹脂采用具有低粘度、高流動性、高玻璃化溫度的含萘型或者聯苯結構型環 氧樹脂； 酚醛樹脂采用具有較好的流動性的含有聯苯基結構或多個羥基結構的酚醛樹脂； 所用的無機填料為球形硅微粉，其粒度分布D50為4~6 y m，1~6 y m部分硅微粉占總量 的60~75%，6~12 y m部分硅微粉占總量的20~25% ; 12~48 y m部分硅微粉占總量的5~20%。2. 根據權利要求1所述的倒裝芯片封裝的環氧樹脂組合物，其特征在于：所用硅烷偶 聯劑是環氧基硅烷。3. 根據權利要求1所述的倒裝芯片封裝的環氧樹脂組合物，其特征在于：環氧樹脂的 環氧當量與酚醛樹脂的羥基當量的比值控制在0. 8 - 1. 3范圍內時，環氧樹脂組合物在成 型時，表現出良好的固化特性。4. 根據權利要求1所述的倒裝芯片封裝的環氧樹脂組合物，其特征在于：所用的脫模 劑為巴蠟、聚乙烯蠟、硬脂酸或褐煤蠟的任意一種。5. 根據權利要求1所述的倒裝芯片封裝的環氧樹脂組合物，其特征在于：所述的固化 促進劑為：咪唑類或磷類化合物，包括2-甲基-4-苯基咪唑；或者為叔胺化合物，包括芐基 二甲胺、三乙胺芐基二甲胺、1，8-二氮雜雙環（5, 4, 0)十一碳烯-7 ;或者為有機膦化合物， 包括三苯基膦、四苯基膦、三對甲基苯基膦。
【專利摘要】一種倒裝芯片封裝的環氧樹脂組合物，它包括環氧樹脂、酚醛樹脂、無機填料、阻燃劑、固化促進劑、硅烷偶聯劑；各組分準確稱量后，在雙輥混煉機上進行熔融混煉，混煉溫度為90～110℃，混煉時間為2~20分鐘，將混合材料壓成1.5mm厚的薄片，經冷卻后粉碎制成；發明通過選用合適的硅微粉粒度分布，其粒度分布D50為4~6um，1~6um部分硅微粉占總量的60～75%，6~12um部分硅微粉占總量的20～25%，12~48um部分硅微粉占總量的5～20%，能制備出高流動性和良好填充性的倒裝芯片封裝用的環氧樹脂組合物。能夠良好填充倒裝芯片集成電路中芯片與電路板之間的80μm間隙及包覆圓球凸點。
【IPC分類】C08K5/5435, C08K7/18, C08G59/62, C08L63/00
【公開號】CN105038129
【申請號】CN201510410029
【發明人】封其立, 王松松, 單玉來, 張德偉, 孫波, 周佃香, 王寶總
【申請人】江蘇中鵬新材料股份有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月13日