一、特殊環氧樹脂

（1）高純度 在電氣和電子工業中，環氧樹脂的高純化是近期正式提出的。眾所周知，在電氣和電子領域，輕、薄、短、小的發展趨勢非常快。對于各種元件中使用的聚合物材料，雖然元件小型化、高集成，但必須與以前的產品具有相同的可靠性。同時，還應選擇大量生產材料。對于廣泛應用于電氣和電子領域的環氧樹脂，對性能的要求于以前，特別是半導體密封材料，性能要求更嚴格。除了速固性、低應力和耐熱性外，環氧樹脂材料還需要高純度。

在環氧樹脂中，其主要雜質是以有機氯為端基的不純物，如圖2-1所示。從制造工藝上講做到完全消除雜質不純物是困難的。提出環氧樹脂高純度化的理由是：環氧樹脂中雜質（如Na

、Cl-等)，特別是由于可水解氯離子的沉淀，在水的作用下，加速了管芯中鋁線的腐蝕，使電子元器件產品的使用壽命受到不良影響。用于半導體密封的環氧樹脂主要是鄰甲酚醛環氧樹脂。各廠家爭相推出這類高純度樹脂。表2-3提供不同等級的產品，是日本的商業品種。目前，日本公司開發的高純度樹脂水平基本相同，質量指標差異很大。

此外，環氧樹脂還廣泛應用于電氣和電子領域的組件包裝和密封材料。對于管芯的粘接，由于高集成提高了可靠性，與半導體密封一樣，也需要高純度、高質量的樹脂。然而，粘合劑中使用的環氧樹脂不同于半導體密封材料中使用的固體環氧樹脂，而是液體環氧樹脂。對于雙酚A型環氧樹脂的高純度，一些公司采用再結晶法進行凈化。但再結晶法成本高(收率低)，熔點接近室溫，再結晶操作困難。因此，目前討論了環氧樹脂制造工藝條件的改進，如控制反應條件和后處理清洗。幾種液體高純度環氧樹脂已經上市。

日本特種環氧樹脂公司主要有：

日本化學品：產品包括鄰甲酚醛環氧樹脂、雙環戊二烯苯酚環氧樹脂 聯苯自阻燃環氧樹脂等，PCB油墨用 耐黃變LED用液體感光線油墨 覆銅板用 塑料 特種涂料用

住友化工：

大日本油墨化工

東都化成

日本道化工公司等

高純度低吸濕 高功率環氧樹脂

表2-4列出了液體高純度環氧樹脂的典型例子。表中提到的品種是油化殼環氧公司生產的液體高純度環氧樹脂。它們是雙酚A型和雙酚F型，目前已在市場上銷售。從分類上看，可分為高純度產品和超高純度產品。

①高純度產品的可水解氯含量約為200~300mg/kg的制品。

②超高純度產品可水解氯含量約1000mg/kg或在150mg/kR以下產品。無論是哪種高純度產品，與普通液體樹脂相比，固化劑具有耐水性和耐高壓蒸煮性（PCT）在需要可靠性的應用中，使用壽命確實提高了。

目前市場上銷售的環氧樹脂已經去除了游離樹脂Na

、Cl-離子實際上不是問題。問題是由于合成過程中的副作用，在水存在下可以水解游離Cl-離子有機氯雜質(可水解氯)，因此對IC可靠性影響很大。

因此，問題是如何合成可水解氯含量低的高純度樹脂。以下是制造低氯含量高純度環氧樹脂的幾種方法：

a.最佳化精制工藝(溶劑、溫度)；

b.最佳反應條件(如除鹽法)NaOH法）；

c.用有機銀處理（Ag

Cl-→AgCl↓）；

d.電泳處理；

e.不使用環氧氯丙烷。

世界上含有可水解氯600mg/kg通用環氧樹脂只能適應 ** k存儲單元的存儲程度為256k高純度環氧樹脂必須用于存儲單元的存儲。M超高純度環氧樹脂將用于存儲單元時代。預計今后將繼續進行高純度品種化研究。

(2)高功能化 IC除了高純度外，環氧樹脂還需要高集成包裝的大型和薄殼，目前需要解決低應力比、耐熱沖擊和低吸水性，因此有許多新的環氧樹脂結構和改性方法。

低二聚體鄰甲酚甲醛環氧樹脂，減少其含量，可以降低熔融黏度，有利于大面積IC包裝，改善固化產品Tg，耐熱性高。

(3)高耐熱性

①以下列通苯胺和環氧氯丙烷反應產生的氨基四官環氧樹脂作為封裝模塑料的成分，可以提高固化產品的耐熱性。

典型的樹脂結構如下：

②以下典型的環氧樹脂是由雙酚A或溴化雙酚A與甲醛縮合產物和環氧氯丙烷反應產生的。與甲酚甲醛環氧樹脂相比，作為模塑料的原料具有較高的反應活性。該樹脂用酚醛樹脂固化Tg要提高10℃。

(4)低吸濕化

①苯酚、丙烯醛或其他長碳鏈醛收縮產物和環氧氯丙烷反應產生的環氧樹脂作為封裝模塑料的原料，可以提高材料的吸水性。樹脂的類型如下：

②將α-萘酚被引入線性酚醛環氧樹脂入線性酚醛環氧樹脂中，提高了耐水性和耐熱性。

③二甲苯骨架引入線性酚醛環氧樹脂，可提高耐水性，不降低耐熱性。

④以雙環戊二烯和溴化苯酚加成聚合物為主鏈的環氧樹脂作為封裝模塑料的原料，吸水率低。

DCBE-溴化鄰甲酚甲醛環氧樹脂簡稱PNBE-1.酚醛樹脂固化后固化產品的性能如表2-5所示。

(5)低應力化 另一種技術趨勢是低應力趨勢。隨著集成度的提高、芯片尺寸的大規模化和布線的細化，固化環氧樹脂和硅元件熱膨脹系數的不同應力將被破壞。

內部應力的原因如下：模塑固化收縮與硅片熱收縮不同，即線膨脹系數不同。一般來說，模塑比硅片和導線的線膨脹系數大一個數量級，硅片上的加熱、冷卻至室溫的過程中，硅片上必須殘留應力。

以下公式表示熱應力：

σ=K·E·α·△T

式中 σ———熱應力；

K———常數；

E———彈性模量；

△T———模塑料Tg與室溫的差異；

α———熱膨脹系數。

從這個公式可以看出，降低樹脂的彈性模量和Tg，是降低熱應力的有效途徑。

以下是樹脂本身低應力化的方法：

①線性酚醛的環氧化，由各種烷基苯酚共同收縮；

②含有比—CH2-酚類縮合物的環氧化，基于更長鏈；

③鄰甲酚線酚醛環氧樹脂和含有活性端基彈性體的添加劑。

圖2-2是硅橡膠改性環氧樹脂的動態力學曲線。

從圖2-2可見，有機硅橡膠可以明顯降低環氧模塑料的動態彈性模量。

環氧化間苯二酚和雙環戊二烯的聚合物可產生以下樹脂：

該樹脂的固化產物應力遠小于標準鄰甲酚甲醛環氧樹脂。