一种环氧塑封料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及环氧塑封材料技术领域，具体涉及一种环氧塑封料及其制备方法与应用。该方法包括：在110

【技术实现步骤摘要】
一种环氧塑封料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及环氧塑封材料
，具体涉及一种环氧塑封料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]汽车半导体按种类可分为功能芯片MCU(Microcontroller Unit)、功率半导体(IGBT、MOSFET等)、传感器及其他。相较于家用或工业用半导体，汽车用半导体在温度、湿度、残次率和寿命保障等方面需要满足严格的质量标准(AEC
‑
Q101)要求，以适用于汽车更严苛的使用要求及可靠性和安全性要求。因此，对于作为半导体的密封材料的环氧树脂组合物特性水平的要求也随之提高。近年来，汽车用半导体的应用领域迅速扩大，汽车用半导体市场规模急剧增大，尤其对功率半导体的需求持续增加。为了满足汽车功率半导体的使用要求，各封测长使用各种引线框架，特别是在框架表面镀镍、银。但是使用镀镍、银的引线框架也会带来其他的问题，例如因为镍、银表面活性低，和环氧组合物的粘结性较弱。在汽车功率半导体所需要的温度循环试验(TCT，Thermal Cycle Test)、高温反向偏压(HTRB，High temperature reverse bias)，无偏置高压蒸煮(HAST,Highly Accelerated Stress Test)出现离层，无法满足汽车功率半导体可靠性的要求。汽车功率半导体根据使用要求有绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)，工作电压有高压1200V和中压650V和其他，IGBT因为工作电压高，要求环氧组合物中的离子浓度要很底。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供了一种环氧塑封料及其制备方法与应用。本专利技术在制备环氧塑封料的原料组合物中添加离子捕捉剂、粘结增强剂和阻聚剂，其中，所述粘结增强剂使用酚醛树脂进行预处理，所述离子捕捉剂包括阴离子捕捉剂和阳离子捕捉剂，将经过预处理后的粘结增强剂、离子捕捉剂和阻聚剂进行复配使用，使制备得到的环氧塑封料对于铜、镍和银等特种金属的粘合力较高，同时环氧塑封料中游离的钠离子和氯离子浓度很低，能够满足汽车用半导体的封装要求。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种制备环氧塑封料的方法，该方法包括以下步骤：
[0005](1)在110
‑
180℃条件下，将酚醛树脂熔融，然后将熔融后的酚醛树脂与粘结增强剂混合，得到预处理粘结增强剂；
[0006](2)将所述预处理粘结增强剂与环氧树脂、固化剂、偶联剂、填料、脱模剂、离子捕捉剂、阻聚剂、阻燃剂、着色剂和低应力改进剂的原料组分进行混合、熔融、冷却、粉碎，成型成饼料，得到环氧塑封料；
[0007]其中，所述粘结增强剂选自酸酐、酸酐衍生物和咪唑化合物中的一种或两种以上，所述离子捕捉剂为阴离子捕捉剂和阳离子捕捉剂。
[0008]优选地，步骤(1)中所述条件为120
‑
160℃，更优选为140
‑
160℃。
[0009]优选地，以所述原料组分的总重量为100重量％计，所述粘结增强剂的用量的重量比为0.01
‑
0.40重量％，更优选为0.02
‑
0.1重量％，进一步优选为0.02
‑
0.05重量％。
[0010]优选地，步骤(1)中所述粘结增强剂与所述酚醛树脂的用量的重量比为1：3
‑
8。
[0011]优选地，所述阻聚剂选自β
‑
苯基萘胺、亚甲基蓝、1,1
‑
二苯基
‑2‑
苦肼和2,3
‑
二羟基萘中的一种或两种以上。更优选地，所述阻聚剂为2,3
‑
二羟基萘。
[0012]优选地，以所述原料组分的总重量为100重量％计，所述阻聚剂的用量的重量比为0.005
‑
0.1重量％，更优选为0.01
‑
0.08重量％，进一步优选为0.02
‑
0.06重量％。
[0013]优选地，所述阴离子捕捉剂选自多价金属酸性盐、硅铝酸盐、水合氧化物、杂多酸、MgAl(CO3)(OH)nH2O或Ca
10
(PO4)6(OH)2中的一种或两种以上。
[0014]优选地，所述阳离子捕捉剂为多价金属酸性盐和/或水合氧化物。
[0015]优选地，以所述原料组分的总重量为100重量％计，所述环氧树脂的用量的重量比为5
‑
12重量％，所述固化剂的用量的重量比为2
‑
10重量％，所述偶联剂的用量的重量比为0.5
‑
2重量％，所述填料的用量的重量比为70
‑
90重量％，所述脱模剂的用量的重量比为0.5
‑
2重量％，所述离子捕捉剂的用量的重量比为0.05
‑
0.6重量％，所述阻燃剂的用量的重量比为1
‑
4重量％，所述着色剂的用量的重量比为0.1
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2重量％，所述低应力改进剂的用量的重量比为0.1
‑
2重量％。
[0016]本专利技术第二方面提供了一种按照前文所述方法制备得到的环氧塑封料，该环氧塑封料中钠离子浓度为0.1
‑
10ppm，氯离子浓度为0.5
‑
10ppm。
[0017]本专利技术第三方面提供了一种前文所述环氧塑封料作为半导体封装材料的应用。
[0018]通过上述技术方案，本专利技术通过将粘结增强剂利用酚醛树脂进行预处理，然后使处理后的粘结增强剂、阴阳离子捕捉剂与阻聚剂进行复配使用，使制备得到的环氧塑封料对于铜、镍和银等特种金属的粘合力较高，同时环氧塑封料中游离的钠离子和氯离子浓度很低，能够满足汽车用半导体的封装要求。
具体实施方式
[0019]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0020]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0021]本专利技术第一方面提供了一种制备环氧塑封料的方法，该方法包括以下步骤：
[0022](1)在110
‑
180℃条件下，将酚醛树脂熔融，然后将熔融后的酚醛树脂与粘结增强剂混合，得到预处理粘结增强剂；
[0023](2)将所述预处理粘结增强剂与环氧树脂、固化剂、偶联剂、填料、脱模剂、离子捕捉剂、阻聚剂、阻燃剂、着色剂和低应力改进剂的原料组分进行混合、熔融、冷却、粉碎，成型成饼料，得到环氧塑封料；
[0024]其中，所述粘结增强剂选自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备环氧塑封料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)在110
‑
180℃条件下，将酚醛树脂熔融，然后将熔融后的酚醛树脂与粘结增强剂混合，得到预处理粘结增强剂；(2)将所述预处理粘结增强剂与环氧树脂、固化剂、偶联剂、填料、脱模剂、离子捕捉剂、阻聚剂、阻燃剂、着色剂和低应力改进剂的原料组分进行混合、熔融、冷却、粉碎，成型成饼料，得到环氧塑封料；其中，所述粘结增强剂选自酸酐、酸酐衍生物和咪唑化合物中的一种或两种以上，所述离子捕捉剂为阴离子捕捉剂和阳离子捕捉剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述条件为120
‑
160℃，优选为140
‑
160℃。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，以所述原料组分的总重量为100重量％计，所述粘结增强剂的用量的重量比为0.01
‑
0.40重量％，优选为0.02
‑
0.1重量％，更优选为0.02
‑
0.05重量％。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述粘结增强剂与所述酚醛树脂的用量的重量比为1：3
‑
8。5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述阻聚剂选自β
‑
苯基萘胺、亚甲基蓝、1,1
‑
二苯基
‑2‑
苦肼和2,3
‑
二羟基萘中的一种或两种以上；优选地，所述阻聚剂为2,3
‑
二羟基萘。6.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，以所述原料组分的总重量为100重量％计，所述阻聚剂的用量...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健荣，冯卓星，李海亮，李刚，王善学，卢绪奎，
申请(专利权)人：江苏中科科化新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：