一种有机膨润土改性半导体封装用高强度高耐热环氧塑封料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种有机膨润土改性半导体封装用高强度高耐热环氧塑封料，含有如下组分：环氧树脂10‑90重量份，酚醛树脂30‑70重量份，固态填料300‑800重量份，改性有机纳米膨润土1‑100重量份，离子捕捉剂0.1‑5重量份，低应力改性剂0.5‑5重量份，偶联剂0.1‑5重量份，促进剂0.1‑5重量份，脱模剂0.1‑10重量份，着色剂0.1‑5重量份。与现有技术相比，本发明专利技术环氧塑封料的主要优点是：（1）环氧塑封料具有极高的弯曲强度和玻璃化转变温度；（2）环氧塑封料封装外观及封装操作性良好，无气孔、砂眼、粘模等不良问题产生；（3）环氧塑封料可靠性高，成本低廉。

A kind of high strength and high heat resistance epoxy resin for semiconductor packaging modified by Organobentonite and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种有机膨润土改性半导体封装用高强度高耐热环氧塑封料及其制备方法
本专利技术涉及一种有机膨润土改性半导体封装用高强度高耐热环氧塑封料及其制备方法，属于电子封装领域。
技术介绍
环氧树脂作为主体树脂和固化剂在固化促进剂的作用下高温固化，其中环氧树脂和酚醛树脂的组合是当今电子塑封料的主流，在上述材料中，辅以二氧化硅、碳酸钙等无机填料，以及阻燃剂和各种助剂，就能制备满足电子封装需求的塑封材料。环氧塑封料有许多有益的性能，普遍应用在电子封装领域。然而，普通环氧塑封料的强度和耐热性一般，为了满足越来越多的高性能封装需求，保证电子产品的工作可靠性，就必须对环氧树脂改性以提高其强度和耐热性。已有的研究表明，塑封料强度性能的提高主要取决于树脂的类型及其分子结构。中国科学院广州化学研究所在CN1528852中公开了一种新型环氧塑封料及其制备方法，该组合物通过使用新型液晶环氧树脂，得到了一种具有高强度的环氧树脂组合物；华海诚科在CN105199079中公开了一种LED支架用高强度白色反光环氧树脂组合物，该组合物通过添加特殊结构的环氧树脂，得到了一种用于LED支架封装用的白色环氧树脂组合物。但是，目前大部分的研究结果表明，通过使用高性能环氧树脂，会导致成本急剧增加，不利于产品的推广使用。中国专利CN109627425中虽然公开了一种改性膨润土/环氧树脂复合材料及其制备方法，其仅仅是对于E-51环氧树脂进行改性，由于基础性能很低，尽管制备出的环氧树脂复合材料性能有较大提升也无法满足使用要求；同时由于挤出制备的产物已经固化成型，同样无法适用于电子材料封装。因此在电子封装领域，仍极需要找到一种既能提高材料性能，又不会急剧增加成本的有效方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对成本高昂以及现有技术的不足，提供了一种有机膨润土改性半导体封装用高强度高耐热环氧塑封料及其制备方法。专利技术人通过研究发现，通过对纳米膨润土进行改性，添加改性纳米膨润土，由于其颗粒表面能大，在材料中可以起到物理交联作用，增加了材料的强度；由于环氧树脂分子已经插层进入到了膨润土层间，增加了环氧树脂分子链和纳米改性膨润土相互作用的面积，由于膨润土的高热稳定性，固化物受热后，环氧树脂分子的运动阻力加剧，使得塑封料耐热性提高；同时由于膨润土价格低廉，从而有效降低了成本。本专利技术的技术方案如下：一种有机膨润土改性半导体封装用高强度高耐热环氧塑封料，含有如下组分：环氧树脂10-90重量份，酚醛树脂30-70重量份，固态填料300-800重量份，改性有机纳米膨润土1-100重量份，离子捕捉剂0.1-5重量份，低应力改性剂0.5-5重量份，偶联剂0.1-5重量份，促进剂0.1-5重量份，脱模剂0.1-10重量份，着色剂0.1-5重量份。其中，所述环氧树脂为邻甲酚环氧树脂、联苯型环氧树脂、芳烷基型环氧树脂、酯环型环氧树脂、杂环型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、萘环型环氧树脂、多官能团型环氧树脂中的一种或几种。所述的酚醛树脂选自线性酚醛树脂、联苯型酚醛树脂、萘型酚醛树脂或芳烷基苯酚型酚醛树脂中的一种或几种。所述固态填料为结晶型二氧化硅粉末、熔融型二氧化硅粉末或它们的混合物。所述改性有机纳米膨润土是经过下述方法改性制备而成：(1)将钠基膨润土与蒸馏水配置成浓度为4-10％的膨润土悬浮液，控制PH值在7～8之间，称取1～10％的季铵盐十六烷基三甲基溴化铵加入膨润土悬浮液中；(2)将配好的膨润土悬浮液置于搅拌器中在40-90℃恒温搅拌1～8小时，冷却后，加入硅烷偶联剂溶液，搅拌均匀；(3)搅拌完成后，放在80～90℃的鼓风干燥箱中，直至干燥结块，将制得的块状膨润土粉碎、淹没、过筛，装袋备用。所述离子捕捉剂选自阴离子捕捉剂、阳离子捕捉剂、阴-阳复合离子捕捉剂、水滑石化合物的一种或几种。所述的低应力改性剂选自有机硅改性环氧树脂、硅树脂、液体端羧基丁腈橡胶、含有有机硅成分的三嵌段共聚物中的一种或几种。所述偶联剂选自γ-环氧丙基醚三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷和γ-氨基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。所述促进剂选自三苯基膦及其衍生物、咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4甲基咪唑、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯或有机胺促进剂中的一种或几种。所述脱模剂选自巴西棕榈蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、费托蜡、聚丙烯蜡、脂肪酸蜡中的一种或几种。所述着色剂选自炭黑、钛白粉、氧化锌中的一种或几种。优选地，所述的有机膨润土改性半导体封装用高强度高耐热环氧塑封料，含有如下组分：环氧树脂30-90重量份，酚醛树脂20-70重量份，固态填料400-700重量份，改性有机纳米膨润土3-80重量份，离子捕捉剂0.5-3重量份，低应力改性剂0.5-5重量份，偶联剂1-4重量份，促进剂0.5-3重量份，脱模剂0.5-8重量份，着色剂0.5-5重量份。所述环氧树脂为邻甲酚环氧树脂、联苯型环氧树脂、芳烷基型环氧树脂、酯环型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、多官能团型环氧树脂中的一种或几种。所述的固化剂选自线性酚醛树脂、萘型酚醛树脂或芳烷基苯酚型酚醛树脂中的一种或几种。所述固态填料选自结晶型二氧化硅粉末、熔融型二氧化硅粉末或它们的混合物。所述改性有机纳米膨润土是经过下述方法改性制备而成：(1)将钠基膨润土与蒸馏水配置成浓度为5-9％的膨润土悬浮液，控制PH值在7～8之间，称取3～8％的季铵盐十六烷基三甲基溴化铵加入膨润土悬浮液中；(2)将配好的膨润土悬浮液置于搅拌器中在50-90℃恒温搅拌3～7小时，冷却后，加入硅烷偶联剂溶液，搅拌均匀；(3)搅拌完成后，放在80～90℃的鼓风干燥箱中，直至干燥结块，将制得的块状膨润土粉碎、淹没、过筛，装袋备用。所述离子捕捉剂选自阴离子捕捉剂和/或水滑石化合物。所述低应力改性剂选自有机硅改性环氧树脂和/或液体端羧基丁腈橡胶。所述偶联剂选自γ-环氧丙基醚三甲氧基硅烷和/或γ-巯基丙基三甲氧基硅烷；所述促进剂选自2-甲基咪唑、2-乙基-4甲基咪唑或有机胺促进剂中的一种或几种。所述脱模剂选自巴西棕榈蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡和/或费托蜡。所述着色剂选自炭黑。更优选地，所述的有机膨润土改性半导体封装用高强度高耐热环氧塑封料，含有如下组分：环氧树脂52.5-75重量份，酚醛树脂24-52.5重量份，固态填料555-645重量份，改性有机纳米膨润土7.5-60重量份，离子捕捉剂0.75-2.25重量份，低应力改性剂1.5-3.75重量份，偶联剂1.88-3.75重量份，促进剂0.75-1.5重量份，脱模剂0.75-6重量份，着色剂1.5-3.75重量份。所述环氧树脂为邻甲酚环氧树脂。所述的固化剂选自线性酚醛树脂。所述固态填料选自熔融本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机膨润土改性半导体封装用高强度高耐热环氧塑封料，其特征在于，含有如下组分：环氧树脂10-90重量份，酚醛树脂30-70重量份，固态填料300-800重量份，改性有机纳米膨润土1-100重量份，离子捕捉剂0.1-5重量份，低应力改性剂0.5-5重量份，偶联剂0.1-5重量份，促进剂0.1-5重量份，脱模剂0.1-10重量份，着色剂0.1-5重量份。/n

【技术特征摘要】
1.一种有机膨润土改性半导体封装用高强度高耐热环氧塑封料，其特征在于，含有如下组分：环氧树脂10-90重量份，酚醛树脂30-70重量份，固态填料300-800重量份，改性有机纳米膨润土1-100重量份，离子捕捉剂0.1-5重量份，低应力改性剂0.5-5重量份，偶联剂0.1-5重量份，促进剂0.1-5重量份，脱模剂0.1-10重量份，着色剂0.1-5重量份。


2.根据权利要求1所述的有机膨润土改性半导体封装用高强度高耐热环氧塑封料，其特征在于，
所述环氧树脂为邻甲酚环氧树脂、联苯型环氧树脂、芳烷基型环氧树脂、酯环型环氧树脂、杂环型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、萘环型环氧树脂、多官能团型环氧树脂中的一种或几种；
所述的酚醛树脂选自线性酚醛树脂、联苯型酚醛树脂、萘型酚醛树脂或芳烷基苯酚型酚醛树脂中的一种或几种；
所述固态填料为结晶型二氧化硅粉末、熔融型二氧化硅粉末或它们的混合物；
所述改性有机纳米膨润土是经过下述方法改性制备而成：
（1）将钠基膨润土与蒸馏水配置成浓度为4-10%的膨润土悬浮液，控制PH值在7~8之间，称取1~10%的季铵盐十六烷基三甲基溴化铵加入膨润土悬浮液中；
（2）将配好的膨润土悬浮液置于搅拌器中在40-90℃恒温搅拌1~8小时，冷却后，加入硅烷偶联剂溶液，搅拌均匀；
（3）搅拌完成后，放在80~90℃的鼓风干燥箱中，直至干燥结块，将制得的块状膨润土粉碎、淹没、过筛，装袋备用。


3.根据权利要求1所述的有机膨润土改性半导体封装用高强度高耐热环氧塑封料，其特征在于，
所述离子捕捉剂选自阴离子捕捉剂、阳离子捕捉剂、阴-阳复合离子捕捉剂、水滑石化合物的一种或几种；
所述的低应力改性剂选自有机硅改性环氧树脂、硅树脂、液体端羧基丁腈橡胶、含有有机硅成分的三嵌段共聚物中的一种或几种；
所述偶联剂选自γ-环氧丙基醚三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷和γ-氨基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；
所述促进剂选自三苯基膦及其衍生物、咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4甲基咪唑、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯或有机胺促进剂中的一种或几种；
所述脱模剂选自巴西棕榈蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、费托蜡、聚丙烯蜡、脂肪酸蜡中的一种或几种；
所述着色剂选自炭黑、钛白粉、氧化锌中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述的有机膨润土改性半导体封装用高强度高耐热环氧塑封料，其特征在于，
所述的有机膨润土改性半导体封装用高强度高耐热环氧塑封料，含有如下组分：环氧树脂30-90重量份，酚醛树脂20-70重量份，固态填料400-700重量份，改性有机纳米膨润土3-80重量份，离子捕捉剂0.5-3重量份，低应力改性剂0.5-5重量份，偶联剂1-4重量份，促进剂0.5-3重量份，脱模剂0.5-8重量份，着色剂0.5-5重量份；
所述环氧树脂为邻甲酚环氧树脂、联苯型环氧树脂、芳烷基型环氧树脂、酯环型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、多官能团型环氧树脂中的一种或几种；
所述的固化剂选自线性酚醛树脂、萘型酚醛树脂或芳烷基苯酚型酚醛树脂中的一种或几种；
所述固态填料选自结晶型二氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卓，李海亮，李刚，王善学，卢绪奎，
申请(专利权)人：科化新材料泰州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32