[发明专利]一种半导体封装用聚氨酯改性环氧树脂组合物的制备方法

说明书

本发明提供了一种半导体封装用聚氨酯改性环氧树脂组合物的制备方法，通过化学键将有机氟基团、聚氨酯基团与环氧基团键合，实现有机氟基团、聚氨酯基团在环氧树脂体系中的有效分散；通过调节有机氟基团、聚氨酯基团与环氧基团的配比，能有效调节聚氨酯改性环氧树脂组合物材料的力学性能和表面性能。本发明的制备方法，大幅降低了环氧树脂组合物的模量，同时又能够提高了环氧树脂组合物在半导体封装的工艺性和耐焊性，从而提高了它的可靠性。本发明制备的聚氨酯改性环氧树脂组合物封装材料具有优异的粘结性能、耐热性能，吸水率低，耐候性和力学性能较好，同时还具备了必要的流动性、填充性、阻燃性。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体地说涉及一种半导体封装用聚氨酯改性环氧树脂组合物的制备方法。

背景技术

在半导体行业的应用方面，封装用的环氧树脂组合物，由于环氧树脂本身结构原因，高温固化后，刚性强、模量高；在半导体封装方面，尤其是贴片型封装，需要经过近240-265℃的回流焊焊接到电路板上，高的刚性或模量容易造成在高温回流焊过程中，环氧树脂组合物与芯片或框架间应力太大而影响整个半导体器件的可靠性。

传统的改善方式是添加具有降低应力的弹性体，从而降低模量，但是添加这类低应力弹性体有众多问题需要解决，如树脂组合物本体强度降低，弹性体与环氧树脂体系相容性差，在封装过程中容易出现工艺性问题等等。往往是在降低应力的同时，牺牲其他性能来补偿，无法做到同是满足既降低应力，又基本不影响其他性能；从而相对制约了半导体封装用的环氧树脂组合物的发展，甚至整个半导体的发展。

有机氟化合物，是有机化合物分子中与碳原子连接的氢原子被氟原子取代的一种有机化合物。氟原子具有强电负性，使得C-F键的键能大、键长短，因而赋予有机氟化合物优异的化学稳定性、低表面能、耐高低温度、耐老化、耐腐蚀、抗粘、抗污介电和自润滑等特点。其中，由于有机氟化合物具有优越的低表面能的特点，使其与有机聚合物结合后能有效改善聚合物的各种性能尤其是表面性能，进而广泛应用于宇宙航空、无电子技术、涂料和图层等领域。所以将含氟基团引入环氧树脂可以明显降低材料的介电常数和吸水率，提高环氧树脂的表面性能，并且可弥补环氧树脂的韧性等力学性能。但单纯依靠外加有机氟或单相环氧固化的方式制备，材料中有机氟与环氧两相界面张力过大、相容性较差、不能兼顾材料的透光度等其他性能。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种半导体封装用聚氨酯改性环氧树脂组合物的材料。

本发明通过有机氟基团、聚氨酯基团在环氧树脂中的有效分散，申请人意外地发现，将聚氨酯的柔弹性性引入到环氧树脂体系中，降低了环氧树脂体系的模量，而将含氟基团引入环氧树脂可以明显降低材料的介电常数和吸水率，提高环氧树脂的表面性能，并且弥补了环氧树脂的韧性等力学性能，且本发明通过化学键将有机氟基团、聚氨酯基团与环氧基团化合物键合，实现有机氟基团、聚氨酯基团在制备的环氧树脂中的有效分散，根据相似相容原理，改性的环氧树脂与环氧树脂体系相容性好，即在保持环氧树脂体系本身的强度外，又能降低体系模量，并最终减少环氧树脂组合物固化后的应力。

本发明的主要技术方案：

一种半导体封装用聚氨酯改性环氧树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将含氟丙烯酸单体、乙烯基环氧单体和有机溶剂A混合均匀，通入惰性气体，并升温至聚合温度，得到溶液A；

(2)将引发剂和有机溶剂B混合均匀，得到溶液B；

(3)将所述溶液B等分成数份，向所述溶液A中加入第一份所述溶液B，于所述聚合温度反应0.5-3h；再加入第二份所述溶液B，于所述聚合温度反应0.5-3h；直至加入最后一份所述溶液B，于所述聚合温度继续反应0.5-3h，得到含氟环氧基树脂预备液，降温至合成温度；

(4)将环氧树脂加入所述含氟环氧基树脂预备液中，搅拌0.5-1h，冷却，除杂，得到树脂混合物；