[发明专利]一种半导体封装材料的制备方法以及由此得到的半导体封装材料

说明书

本发明涉及一种半导体封装材料的制备方法，包括步骤：提供以T单位的硅氧烷为主要成分的球形硅树脂微粉，其中，T单位＝RSiO₃‑，R为可独立选择的碳原子1至16的烃基或氢原子；对该球形硅树脂微粉进行煅烧得到最频径为0.3至30微米的球形二氧化硅填料，该球形二氧化硅填料实质上不含最频径的1.5倍以上的大颗粒；将所述球形二氧化硅填料作为主粉紧密填充级配在树脂中形成半导体封装材料。本发明还提供一种根据上述的制备方法得到的半导体封装材料。本发明提供的半导体封装材料具有低粘度的同时确保无粗大颗粒。

技术领域

本发明涉及半导体的封装，更具体地涉及一种半导体封装材料的制备方法以及由此得到的半导体封装材料。

背景技术

在半导体后端工序的封装工艺中，需要用到塑封料、贴片胶、底灌料和芯片载板等封装材料。此外，将被动元件、半导体元件、电声器件、显示器件、光学器件和射频器件等组装成设备时还须使用高密度互连板(high density inerconnect，HDI)、高频高速板和母板等电路板。这些封装材料和电路板一般主要由环氧树脂等有机高分子和填料所构成，其中的填料主要是角形或球形二氧化硅，其主要功能是降低有机高分子的热膨胀系数。为了足够降低热膨胀系数，需要加入大量二氧化硅。加入大量二氧化硅会导致树脂的粘度升高不利于成型。解决这个问题的方法是采用球形二氧化硅。同时使用不同粒径的粉体进行级配：即在主粉中配入中粉，然后再配入细粉来填充球形二氧化硅粉体间的空隙。级配后的粉体填料在树脂中高浓度添加时的粘度和最频径有关，最频径越大粘度越低，空隙体积分数越小粘度越低。

随着技术的进步，半导体集成度越来越高，尺寸越来越小要求填料具有高纯度，其中无粗大颗粒。常用的除去大颗粒的方法是将球形二氧化硅进行分级来完成。现在工业化的球形二氧化硅一般由较易混入铁等导电异物的角形粉碎石英为原料的火焰熔融法和单质硅燃烧法等高温干法工艺制成，粒度分布宽，旋风分级等分级方法除去大颗粒必然导致最频径下降，如图1所示，和树脂混合后粘度上升。如果利用筛分方法来除去大颗粒，其虽然可以保持最频径不变小，但筛上物过多，对于最频径30微米以下的粉体无法高效率生产。因此，现有的球形二氧化硅无法满足无大颗粒同时低粘度的要求。

发明内容

本发明旨在提供一种半导体封装材料的制备方法以及由此得到的半导体封装材料，由此提供的半导体封装材料具有低粘度的同时确保无粗大颗粒。

本发明提供一种半导体封装材料的制备方法，其包括步骤：S1，提供以T单位的硅氧烷为主要成分的球形硅树脂微粉，其中，T单位＝RSiO₃-，R为可独立选择的碳原子1至16的烃基或氢原子；S2，对该球形硅树脂微粉进行煅烧得到最频径为0.3至30微米的球形二氧化硅填料，该球形二氧化硅填料实质上不含最频径的1.5倍以上的大颗粒；以及S3，将所述球形二氧化硅填料作为主粉紧密填充级配在树脂中形成半导体封装材料。

本发明通过以球形硅树脂微粉为原料进行煅烧，可以得到粒度分布窄，最频径和最大粒径非常接近的球形二氧化硅，这种粉体筛分是不会有过多的筛上物堵筛。因此可用筛分分级方法除去大颗粒不会导致最频径下降，如图2所示。通过利用该粒度分布窄的球形二氧化硅作为主粉进行级配，粉体粒度分布的最频径和最大粒径非常接近，即可允许的大颗粒含量多，使得和树脂混合所得的混合物的粘度低，从而确保形成的半导体封装材料易于成型。也就是说，本发明通过以球形硅树脂微粉为原料进行煅烧，可实现无大颗粒的同时保持低粘度的需求。为了对这里提到的窄分布进行表征，采用自由沉降分级所得的球形二氧化硅的变异系数进行说明。具体地，自由沉降分级所得的体积含量70％的大颗粒段球形二氧化硅的变异系数≤15％。另外，本发明通过紧密填充来确保填料在树脂中的高填充量。为了对这里提到的填充量进行表征，采用压实粉体的空隙体积分数进行说明。应该理解，空隙体积分数越小，混合树脂形成连续相时所需要的树脂量越少，即同一粉体填充量时的树脂混合物的粘度越低。具体地，加压压实粉体的空隙体积分数≤25％。