[发明专利]一种高导热高可靠性环氧树脂组合物及其应用

说明书

本发明涉及环氧树脂及其应用技术领域，具体地说，是一种高导热高可靠性环氧树脂组合物及其应用，其主要成分包括环氧树脂、硬化剂、阻燃剂、硬化促进剂、无机填充材料、偶联剂、离子捕捉剂、密着改质剂；所述无机填料为圆角型二氧化硅、氧化铝、球型二氧化硅的复配混合物；所选离子捕捉剂为硅酸盐化合物；通过无机填充材料合离子捕捉剂的复配使用，所获得的环氧树脂组合物具有良好的导热性能、耐回流焊和电气性能稳定，满足半导体封装体的小型化及高集成化的发展要求。

技术领域

本发明涉及环氧树脂及其应用技术领域，具体地说，是一种高导热、高可靠性环氧树脂组合物及其应用。

背景技术

环氧树脂组合物固化后具有优异的机械、耐热、耐酸碱及电气性质，因此广泛应用于3C（计算机、通讯、消费性电子产品）产业中的IC封装材料，以保护芯片、导线及线路免于受到空气中的水气、灰尘以及其他外力的伤害，提高芯片的使用寿命与可靠度。近年来，在电子部件领域，随着高速化和高密度化发展，电子部件的发热量显著增大，特别是目前5G的发展需求，对于电子部件所使用的环氧树脂组合物的导热性要求越来越高，同时又要保证环氧树脂组合物与芯片、框架的粘着力、电气性能稳定性，以避免漏电、腐蚀。

提高环氧树脂导热性能的主要方法有使用结晶型的环氧树脂、增加高热传导性填料在环氧树脂组合物中的填充量等。但随着填料的增加，环氧树脂组合物的流动性能下降，继而影响封装操作性。因此要求开发在高度维持固化后的热传导性的同时流动性优异的环氧树脂组合物。

此外，塑封器件中的离子会随着湿气的入侵到达芯片表面，在表面形成一层导电水膜，并将塑封料中游离的 Na⁺、Cl^－离子随之带入，在电位差的作用下，加速对芯片表面铝布线的电化学腐蚀，最终导致电路内引线开路。复配使用合适的离子捕捉剂以有效降低环氧树脂组合物中可游离离子的含量，从而避免塑封器件在长期工作过程中发生因漏电、腐蚀导致的失效问题。

发明内容

本发明提供一种高导热高可靠性环氧树脂组合物，选用不同类型的填料组合复配离子捕捉剂，提高环氧树脂组合物的导热性并兼顾操作性，同时具有较强的离子捕捉能力和较好的耐热性能，有效降低Na⁺、Cl^－含量，改善电气性能，满足封装体的小型化和高集成化发展要求。

本发明的高导热、高可靠性环氧树脂组合物的组分及含量为：

环氧树脂 2-15%

酚醛树脂 2-10%

无机填充材料 80-90%

硬化促进剂 0.01-1%

离子捕捉剂 0.1-0.6%

所述无机填充材料含有圆角型二氧化硅、球型二氧化硅、氧化铝，其中圆角型二氧化硅占无机填充材料总重量的20-70%，氧化铝占无机填充材料总重量的10-30%，球型二氧化硅占无机填充材料总重量的12-65%。

本发明的高导热高可靠性环氧树脂组合物中使用的无机填充材料含有圆角型二氧化硅。相比于普通角型二氧化硅，圆角型二氧化硅颗粒没有尖锐的棱角，兼具球型二氧化硅的流动性和结晶型二氧化硅的导热性，在提高环氧树脂组合物导热性的同时保持优异的流动性能，进而改善封装可操作性。

本发明的进一步改进，圆角型二氧化硅在无机填充材料中的占比优选为30-60%，氧化铝在无机填充材料中的占比优选为15%，球形二氧化硅在无机填充材料中的占比优选为25-55%。

本发明的进一步改进，离子捕捉剂选自硅酸铋、硅酸铝、硅酸镁中的至少一种，优选为硅酸铋。

本发明的进一步改进，硬化促进剂为磷系化合物、含氮杂环类化合物或其混合物。