專利名稱：阻燃性環(huán)氧樹脂組成物與其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種阻燃性環(huán)氧樹脂組成物及其用途。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹脂類的高分子材料(Epoxy molding compound)其固化后具有優(yōu)異的機(jī)械、 耐熱、耐酸堿及電氣性質(zhì)，使得環(huán)氧樹脂在運(yùn)動(dòng)器材、汽車及航天工業(yè)等復(fù)合材料中占有相當(dāng)重要的地位，由于環(huán)氧樹脂具有易固化、低固化收縮率、及良好的粘著性、機(jī)械性與耐化學(xué)性，近年來也廣泛地應(yīng)用于3C產(chǎn)業(yè)中(計(jì)算機(jī)、通訊、消費(fèi)性電子產(chǎn)品)的IC封裝材料。 IC封裝的主要目的在于保護(hù)芯片及導(dǎo)線、線路，使其免于受到空氣中的水氣、灰塵以及其它外力的傷害，以提高芯片的使用壽命與可靠度，近年來隨著IC封裝業(yè)對(duì)環(huán)氧樹脂可靠性、 安全性的要求日益增高，對(duì)環(huán)氧樹脂阻燃性能的要求也逐漸提高。環(huán)氧樹脂類材料阻燃性能普遍較差，因此需要加入阻燃劑以達(dá)到阻燃的功效，目前環(huán)氧樹脂類材料所用的阻燃劑種類很多，可分為無機(jī)鹽類阻燃劑、有機(jī)阻燃劑和有機(jī)、 無機(jī)混合阻燃劑三種，無機(jī)阻燃劑是目前使用最多的一類阻燃劑，主要為金屬化合物類， 包括硼酸鋅、鉬酸鋅、金屬氫氧化物、復(fù)合金屬氫氧化物等。其中金屬氫氧化物類應(yīng)用產(chǎn)品主要為氫氧化鋁、氫氧化鎂。但是環(huán)氧樹脂類材料中使用金屬化合物對(duì)于改善樹脂組成物的阻燃性有限，必須大量的添加方能符合所需的阻燃標(biāo)準(zhǔn)，且使用過程中易吸濕導(dǎo)致樹脂組成物固化時(shí)間延長進(jìn)而造成客戶端的操作性問題；有機(jī)阻燃劑的主要成分為有機(jī)物，主要的產(chǎn)品有鹵系、磷酸酯、鹵代磷酸酯等，然而含鹵阻燃劑會(huì)產(chǎn)生腐蝕性和毒性的鹵化氫氣體，且發(fā)煙量大，以及燃燒時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生鹵化戴奧辛或鹵化呋喃等有害致癌毒氣的疑慮，所以歐盟立法廢的電子、電機(jī)設(shè)備指令(Directive on" Waste Electrical, Electronic Equipment (WEEE)")中，規(guī)定電子、電機(jī)設(shè)備中有害物質(zhì)的限制(Restriction of Hazardous Substances (RoHS) in EEE)，明白規(guī)定禁止使用聚溴化聯(lián)苯(Polybrominated biphenyl (PBB))、聚溴化聯(lián)苯醚(Polybrominated diphenyl ethers (PBDE))等含溴化合物；磷酸酯阻燃劑則容易水解產(chǎn)生磷酸，易使芯片腐蝕，而影響成品的信賴性。有機(jī)無機(jī)混合阻燃劑是無機(jī)鹽類阻燃劑的改善產(chǎn)品，主要使用非水溶性有機(jī)磷酸酯的水乳液，部分代替無機(jī)鹽類阻燃劑，其成分主要仍為無機(jī)阻燃劑，在阻燃要求上還不能滿足目前產(chǎn)品開發(fā)的需求。此外，隨著環(huán)保意識(shí)的高漲，世界各先進(jìn)國家已陸續(xù)禁止高污染材料的使用。就半導(dǎo)體封裝的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域而言，已逐漸朝向使用不含鉛的焊錫材料發(fā)展。為了因應(yīng)此種焊料的材質(zhì)變化，在半導(dǎo)體封裝過程中，必須以較高的溫度條件進(jìn)行焊料回焊步驟。在此情況下，對(duì)于半導(dǎo)體封裝所使用的環(huán)氧樹脂組成物而言，除了必須具有阻燃特性外，也必須維持優(yōu)異的耐回流焊性與電氣穩(wěn)定性。日本專利特開平9(1997)-3161號(hào)、特開平 9 (1997)-235353與特開平11 (1999)-140 277號(hào)，通過使用吸水性低的環(huán)氧樹脂和固化劑改善耐回流焊性，從而解決了裝配期間溫度的升高所引起的問題。然而，吸水性低和模量小的環(huán)氧樹脂組合物(萘系環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂和主鏈結(jié)構(gòu)中具有亞聯(lián)苯基單元的苯酚芳烷基酚醛樹脂)的交聯(lián)密度低，且成形品于固化后易軟化，在連續(xù)操作過程中，樹脂組合物將粘附在模具或型腔中會(huì)大大降低生產(chǎn)能力。另外，中國專利申請?zhí)?00480002310. 1 提出提高產(chǎn)品中球型熔融硅粉的使用量，并同時(shí)使用低粘度的環(huán)氧樹脂降低產(chǎn)品在高溫高濕環(huán)境下的吸濕性以防止在焊接處理期間導(dǎo)致的熱應(yīng)力，并使用特殊的氧化的聚乙烯蠟脫模系統(tǒng)以改善客戶端的可操作性。然而，硅粉含量的增加導(dǎo)致在客戶端進(jìn)行需高流動(dòng)性的封裝時(shí)易產(chǎn)生填充不充分、沖絲等缺陷，且有價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。為解決先前技術(shù)的問題，本發(fā)明提出一種具有優(yōu)異阻燃性、流動(dòng)性和連續(xù)成形性的環(huán)氧樹脂組成物，使用所述環(huán)氧樹脂組合物封裝的組件具有優(yōu)異的阻燃性、耐回流焊性與電氣穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種阻燃性環(huán)氧樹脂組成物，其特征在于包含環(huán)氧樹脂；硬化劑；阻燃劑；硬化促進(jìn)劑；以及無機(jī)填充材料；其中所述阻燃劑為氰尿酸三聚氰胺與環(huán)磷氮烯，其中所述環(huán)磷氮烯具有下式 (I)
權(quán)利要求
1.一種阻燃性環(huán)氧樹脂組成物，其特征在于包括(a)環(huán)氧樹脂；(b)硬化劑；(c)阻燃劑；(d)硬化促進(jìn)劑；及(e)無機(jī)填充材料；其中所述阻燃劑包含氰尿酸三聚氰胺及環(huán)磷氮烯，其中所述環(huán)磷氮烯具有下式(I)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂組成物，其特征在于所述式(I)中R為甲基、乙基、苯基、 甲基苯基，且m為1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組成物，其特征在于所述式(I)為六苯氧環(huán)三磷腈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組成物，其特征在于所述阻燃劑中氰尿酸三聚氰胺與環(huán)磷氮烯的重量比為1 5-5 1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組成物，其特征在于以所述組成物總重量計(jì)，所述(c)阻燃劑的量為約0. 1至約6.0重量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組成物，其特征在于以所述組成物總重量計(jì)，所述(a)環(huán)氧樹脂的量為約2. O至約15. O重量％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組成物，其特征在于所述(a)環(huán)氧樹脂為雙酚環(huán)氧樹脂、雙酚 A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂、三苯酚甲烷型環(huán)氧樹脂、萘酚型環(huán)氧樹脂、芪型環(huán)氧樹脂、含有三嗪核結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂、酚醛型酚醛環(huán)氧樹脂、 酚醛型烷基酚醛環(huán)氧樹脂、改質(zhì)酚醛環(huán)氧樹脂、雙環(huán)戊二烯環(huán)氧樹脂或其混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組成物，其特征在于以所述組成物總重量計(jì)，所述(b)硬化劑的量為約2. O至約10. O重量％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組成物，其特征在于所述(b)硬化劑為酚系樹脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組成物，其特征在于所述酚系樹脂為酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、三酚烷基酚、芳烷基樹脂、萘型酚醛樹脂、環(huán)戊二烯型酚醛樹脂或其混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組成物，其特征在于以所述組成物總重量計(jì)，所述(d)硬化促進(jìn)劑的量為約0.01至約1. O重量％。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組成物，其特征在于所述(d)硬化促進(jìn)劑為三級(jí)胺、咪唑化合物、含氮雜環(huán)類化合物或其混合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的組成物，其特征在于所述三級(jí)胺為三乙基胺、二甲基苯胺、 苯甲基二甲氨、N，N-二甲基-胺基甲基酚或其混合物；且所述咪唑化合物為、2-甲基咪唑、 2-甲基-4-甲基咪唑、2-十七烷基咪唑、1-氰乙基-4-甲基咪唑或其混合物；且所述含氮雜環(huán)類化合物為1，8_ 二氮雜雙環(huán)[5，4，0]十一碳-7-烯。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組成物，其特征在于以所述組成物總重量計(jì)，所述(e)無機(jī)填充材料的量為約70至約95重量％。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組成物，其特征在于所述(e)無機(jī)填充材料為熔融型二氧化硅、結(jié)晶型二氧化硅、滑石粉、氧化鋁、氮化硅或其混合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的組成物，其特征在于所述無機(jī)填充物為熔融型二氧化硅。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組成物，其特征在于用于組件的封裝。
18.—種組件的封裝方法，其特征在于使用根據(jù)權(quán)利要求1到16中任一權(quán)利要求所述的組成物來封裝組件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種阻燃性環(huán)氧樹脂組成物，其特征在于包括(a)環(huán)氧樹脂；(b)硬化劑；(c)阻燃劑；(d)硬化促進(jìn)劑；及(e)無機(jī)填充材料；其中所述阻燃劑包含氰尿酸三聚氰胺及環(huán)磷氮烯，其中所述環(huán)磷氮烯具有下式(I)其中R與m為如本文所定義者。本發(fā)明的阻燃性環(huán)氧樹脂組成物除了具有優(yōu)異的阻燃效果，又可提升環(huán)氧樹脂類材料的粘附力、耐回流焊性與電氣穩(wěn)定性，適用于各種組件的封裝。
文檔編號(hào)C08L63/00GK102352090SQ201110225990
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者李進(jìn), 王殿年 申請人:長興電子材料(昆山)有限公司