[发明专利]半导体封装材料或基板材料

说明书

本发明提供一种半导体封装材料或基板材料的制备方法，其包括提供球形或不定形聚硅氧烷，在氧化性气体氛围下，在聚硅氧烷粒子中的有机成分实质上被全部氧化完之前将温度升至介于600度‑800度之间进行热处理使得粉体表面形成致密的氧化硅层，同时使得热处理粉体内部的有机成分热分解成碳元素；进行煅烧得到黑色球形或不定形氧化硅填料，煅烧温度大于800度且低于1100度，以缩合剩余的硅羟基；将黑色球形或不定形氧化硅填料紧密填充级配在树脂中形成半导体封装材料或基板材料。用这种黑色球形或不定形氧化硅可以直接制成灰色或黑色半导体封装材料或基板材料，从而从根本上解决引入乙炔黑染色带来的导电问题和二氧化硅难激光加工问题。

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体地涉及一种半导体封装材料或基板材料的制备方法，由此得到的半导体封装材料或基板材料及其应用。

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。为了减低填料黏度并提高填充率，现有的填料选用球形二氧化硅进行紧密充填级配。

对于上述半导体封装材料或基板材料，通常需要加入颜料将其染成灰色或黑色。半导体封装材料或基板材料需要染成灰色或黑色的原因是1）便于在元件上激光打印，2）减少光老化，提高耐久性，3）便于激光钻孔，4）减少光反射，5）减少批次间颜色变动等。由于一般颜料含导电性离子，能适合的颜料只有乙炔黑。但乙炔黑是电子导体，因此需要将乙炔黑高度分散使其尺寸小于半导体元件的金属间隔来防止短路。但随着半导体元件的封装密度越来越高，乙炔黑造成短路的风险也越来越大。

发明内容

为了解决上述现有技术中的乙炔黑染色容易造成短路和二氧化硅难激光加工的问题，本发明旨在提供一种半导体封装材料或基板材料的制备方法，由此得到的半导体封装材料或基板材料及其应用。

本发明提供一种半导体封装材料或基板材料的制备方法，其包括如下步骤：S1，提供包括T单位的球形或不定形聚硅氧烷，其中，T单位=R₁SiO₃-，R₁为可独立选择的碳原子1至16的烃基或氢原子；S2，在氧化性气体氛围下，在聚硅氧烷粒子中的有机成分实质上被全部氧化完之前将温度升至介于600度-800度之间进行热处理使得粉体表面形成致密的氧化硅层，同时使得热处理粉体内部的有机成分热分解成碳元素；S3，进行煅烧得到黑色球形或不定形氧化硅填料，煅烧温度大于800度且低于1100度，以缩合剩余的硅羟基；S4，将所述黑色球形或不定形氧化硅填料紧密填充级配在树脂中形成半导体封装材料或基板材料。

本发明的聚硅氧烷在600度-800度的含有氧气的气体氛围下能形成致密的氧化硅层从而阻止氧气向聚硅氧烷粒子内部的扩散。因此可以得到内部含碳元素的球形二氧化硅粒子。

优选地，在步骤S2中，在表面氧化硅形成致密层先于聚硅氧烷粒子中的有机成分实质上被全部氧化完之前将温度升至介于600度-800度之间进行热处理。

优选地，在步骤S2中，从室温将温度升至600度-800度之间的升温速率为1℃/分-10℃/分。特别地，该升温速率可以控制步骤S3中得到的所述黑色球形或不定形氧化硅填料的碳元素的含量。具体地，步骤S2中的升温速率越快，步骤S3中得到的所述黑色球形或不定形氧化硅填料的白度越低。

优选地，步骤S3中得到的所述黑色球形或不定形氧化硅填料的白度80%。特别地，步骤S3中得到的所述黑色球形或不定形氧化硅填料的碳元素的含量可以用粉体的白度来表征，碳元素含量越多白度越低。具体地，白度60～80%的碳含量约为0.06%～0.03%，白度小于20%时碳含量大约大于1%。