[发明专利]半导体封装用低应力、低吸水率环氧塑封料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种半导体封装用低应力、低吸水率环氧塑封料及其制备方法，属于半导体封装材料技术领域，主要包含：70‑90wt％填料、5‑15wt％环氧树脂、3‑10wt％酚醛树脂固化剂、0.2‑0.8wt％催化剂、1‑5wt％应力吸收剂、0.2‑2.0wt％偶联剂、0.1‑1.2wt％脱模剂、0.1‑0.5wt％着色剂和0.1‑1.8wt％离子捕捉剂。通过组分优化/组合、调控环氧基与羟基摩尔比等方法，能显著降低模量和吸水率，通过本发明获得的半导体封装材料兼具低应力和低吸水率特性，且展现出较优异的综合性能，主要应用于在半导体封装领域。

技术领域

本发明属于半导体封装材料技术领域，具体涉及一种半导体封装用低应力、低吸水率环氧塑封料及其制备方法。

背景技术

半导体封装是金属、塑料、玻璃或陶瓷含有一个或多个离散的壳体的半导体器件或集成电路。半导体封装方式一般分为气密性(陶瓷或金属)封装和非气密性(塑料)封装两大类。气密性封装主要用于航空、航天等高性能要求技术领域，整个封装的成本较高；而塑料封装器件在尺寸、重量、性能、成本以及实用性方面均优于气密性封装器件，随着材料成型工艺技术的进步和新材料的不断开发和研究，塑封器件的可靠性也已得到显著地提高，塑料封装因其显著优势已成为当前半导体封装市场采用的主流封装形式。其中塑料封装中的主流材料为环氧塑封料(EMC)，几乎占据塑封材料的97％以上市场份额。

近年来，半导体正朝着高集成化发展，芯片更大，布线更细，器件越来越轻薄化、微型化，对EMC材料的综合性能及可靠性要求也越来越高，其中内应力和吸水率是影响EMC材料封装可靠性的重要因素。一方面，内应力过大易引起焊线断裂、焊线与芯片金属布线之间脱焊；对大规模集成电路来说，内应力过大还可能导致金属布线的错位及硅芯片裂纹；此外，内应力过大还可能引起芯片钝化膜破裂，严重时甚至可使EMC破裂以及其与框架脱层，进一步增加吸湿腐蚀失效的概率。另一方面，EMC吸水率过高易引起封装器件在回流焊后产生分层失效等系列问题。综上，低应力化和低吸水率化是EMC产品是将来的发展趋势，也是必须攻克的技术难关。

发明内容

针对背景技术的不足，申请人经过长期研究，发明出了一种兼具低应力、低吸水率且综合性能优异的半导体封装用EMC材料及其制备方法，所采用的技术方案如下：

一种半导体封装用低应力和低吸水率EMC，其特征在于所述EMC组分及含量如下：

填料70-90wt％；环氧树脂5-15wt％；酚醛树脂3-10wt％；催化剂0.2-0.8wt％；应力吸收剂1-5wt％；偶联剂0.2-2.0wt％；脱模剂0.1-1.2wt％；着色剂0.1-0.5wt％；添加剂0.5-3.8wt％。

进一步地，所述填料独立选自SiO₂微粉、Al₂O₃微粉、AlN微粉、SiC微粉和BN微粉中的任意一种或几种；其中所述SiO₂包括结晶型SiO₂微粉、熔融型SiO₂微粉或表面改性SiO₂微粉。

进一步地，所述环氧树脂选自结构式(Ⅰ)中的任意一种或几种：

进一步地，所述酚醛树脂选自结构式(Ⅱ)中的任意一种或几种：

进一步地，所述催化剂选自咪唑及其衍生物、有机胺类化合物、三苯基磷及其衍生物、磷鎓盐化合物中的任意一种或几种。

进一步地，根据权利要求1所述的EMC，其特征在于所述应力吸收剂选自端羧基液体丁腈橡胶(CTBN)、有机硅改性环氧树脂、核壳结构橡胶(CSR)、有机硅类嵌段共聚物中的任意一种或几种。

进一步地，所述偶联剂选自硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂中的任意一种或两者混合物：