绿色含溴阻燃剂在环氧塑封料中的应用研究*

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1001

电子与封装 ›› 2022, Vol. 22 ›› Issue (10): 100201 . doi: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2022.1001

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绿色含溴阻燃剂在环氧塑封料中的应用研究^*

王璐;常白雪;岳艺宇;吴宇林;吴昊;陈淑静;刘金刚

中国地质大学材料科学与工程学院，北京　100083

收稿日期:2022-01-18 出版日期:2022-10-26 发布日期:2022-04-02
作者简介:王璐（2000—），女，天津人，本科，主要研究方向为芯片封装环氧塑封料用关键组分的合成与开发。

Research on the Application of Eco-Friendly Bromo-Containing Flame Retardantsin Epoxy Molding Compounds

WANG Lu, CHANG Baixue, YUE Yiyu, WU Yulin, WU Hao, CHEN Shujing, LIU Jingang

School of Materials Science and Engineering,China University of Geosciences, Beijing 100083, China

Received:2022-01-18 Online:2022-10-26 Published:2022-04-02

摘要/Abstract

摘要： 绿色阻燃是集成电路芯片封装用环氧塑封料（EMC）的基本性能需求之一。传统的含溴环氧树脂、酚醛固化剂以及阻燃剂等由于受到欧盟《关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令》的限制而无法应用于EMC制造中。尝试采用环境友好型含溴树脂——溴化聚（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯）（PolyFR^?）作为阻燃剂，研究了其在EMC中的阻燃行为。研究结果显示，当PolyFR^?阻燃剂在EMC中的质量分数达到0.6%时，EMC的阻燃级别达到UL94 V0级。同时，在该添加量下，PolyFR^?的引入未对EMC的螺旋流动长度与胶化时间，以及EMC固化物的热性能、粘接性能和力学性能产生不利影响。

关键词: 集成电路封装, 环氧塑封料, 无卤阻燃, 溴系阻燃剂

Abstract: Eco-friendly flame retardant is one of the basic performance requirements of epoxy molding compounds (EMCs) for integrated circuit (IC) chip packaging. Traditional bromo-containing epoxy resins, phenol curing agents and flame retardants cannot be applied to EMC manufacturing due to the European Union (EU) directive on the restriction of the Use of certain hazardous substances in Electrical and Electronic Equipment. In the current work, the eco-friendly bromo-containing resin, poly (styrene-butadiene-styrene) (PolyFR^?), is used as the flame retardant for EMC, and the flame retardant behavior in EMC is studied. Experimental result shows that the flame retardant level of EMC can reach the UL94 V0 when the mass fraction of the PolyFR^? in EMC is over 0.6%. Meanwhile, at this content, incorporation of the PolyFR^? does not adversely affect the spiral flow length and gelling time of the EMC. The thermal properties, adhesion properties, and the mechanical properties of the EMC thermoset are also not obviously deteriorated.

Key words: integratedcircuit package, epoxy molding compounds, halogen-free flame retardant, brominatedflame retardant

中图分类号:

王璐, 常白雪, 岳艺宇, 吴宇林, 吴昊, 陈淑静, 刘金刚. 绿色含溴阻燃剂在环氧塑封料中的应用研究^*[J]. 电子与封装, 2022, 22(10): 100201 .

WANG Lu, CHANG Baixue, YUE Yiyu, WU Yulin, WU Hao, CHEN Shujing, LIU Jingang. Research on the Application of Eco-Friendly Bromo-Containing Flame Retardantsin Epoxy Molding Compounds[J]. Electronics & Packaging, 2022, 22(10): 100201 .

参考文献

[1] 朱惠臣，孙晓光，杜黎明. 我国集成电路专用材料发展状况分析[J]. 集成电路应用，2021，38(2)：22-25.
[2] 潘旭麟，李进，袁健. EMC中脱气剂的应用研究[J]. 电子与封装，2021，21(12)：120201.
[3] 秦旺洋，张高文，丁全青. 粘接促进剂对环氧模塑料粘结力和分层的影响[J]. 电子与封装，2016，16(12)：6-11.
[4] 陈志文，梅云辉，刘胜，等. 电子封装可靠性：过去、现在及未来[J]. 机械工程学报，2021，57(16)：248-268.
[5] 肖潇，姜岗岚，武晓，等. 固化促进剂对硅微粉复合环氧塑封料性能影响[J]. 绝缘材料，2018，51(12)：23-29.
[6] 宋涛，李志生，封其立，等. 绿色环保无卤阻燃环氧塑封料的研究与应用进展[J]. 电子与封装，2012，12(1): 1-6.
[7] MASATOSHI I, YUKIHIRO K. Self-extinguishing epoxy molding compound with no flame-retarding additives for electronic components[J]. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 2001, 12(12): 715-723.
[8] MASATOSHI I, YUKIHIRO K. Flame-retardant epoxy resin compounds containing novolac derivatives with aromatic compounds[J]. Polymers for Advanced Technologies, 2001, 12(7): 393-406.
[9] MASATOSHI I, YUKIHIRO K, MAKOTO S. Flame retardancy and heat resistance of phenol-biphenylene-type epoxy resin compound modified with benzoguanamine[J]. Polymers for Advanced Technologies, 2003, 14(9): 638-644.
[10] 李进，王殿年，袁路路. EMC所用环保阻燃剂介绍及优缺点比较[J]. 电子与封装，2011，11(11)：41-44.
[11] 欧育湘，赵毅，韩廷解. 溴系阻燃剂的50年[J]. 塑料助剂，2009(5)：1-8，49.
[12] 刘卿. 溴系阻燃剂应用情况分析及展望[J]. 天津化工，2020，34(4)：3-5.
[13] 田赪，李迎春，蔡智奇，等. 环保型溴系阻燃剂研究进展[J]. 工程塑料应用，2018，46(9)：142-147.
[14] 康炳辉，李萌，王鹤童. 阻燃剂的环保化发展趋势和聚合型溴系阻燃剂的应用[J]. 盐业与化工，2009， 38(6)：44-46.
[15] 李绒绒，陈伟. 阻燃剂在环氧树脂体系中的应用[J]. 热固性树脂，2021，36(1)：66-70.
[16] 杨安康，夏兰君，吴攀洛，等. 环氧树脂阻燃剂的研究进展[J]. 胶体与聚合物，2020，38(3)：135-140.
[17] 王晓慧，李想，程瑞香，等. 无卤复合型阻燃剂对环氧树脂阻燃性能的影响[J]. 高分子材料科学与工程， 2019，35(11)：67-73.
[18] 毕洁琼，刘金刚，王松松，等. 微机电系统传感器封装用环氧绝缘材料的制备与性能[J]. 绝缘材料， 2017，50(7)：6-10，15.
[19] WANG Y, JIANG H, NI J, et al. Study on the effect of PolyFR and its FR system on the flame retardancy and foaming behavior of polystyrene[J]. RSC Advances, 2018, 9(1): 192-205.
[20] KOCH C, DUNDUA A, ARAGON G J, et al. Degradation of polymeric brominated flame retardants: development of an analytical approach using PolyFR and UV irradiation[J]. Environmental Science and Technology, 2016, 50(23): 12912-12920.
[21] MAVINKURVE A, GOUMANS L, MARTENS J. Epoxy molding compounds for high temperature applications [C]//2013 European Microelectronics Packaging Conference (EMPC), September 9-12, Grenoble, France, 2013: 1-7.
[22] BEACH M W, KEARNS K L, DAVIS J W, et al. Stability assessment of a polymeric brominated flame retardant in polystyrene foams under application-relevant conditions[J]. Environmental Science and Technology, 2021, 55(3): 3050-3058.
[23] BREUER R, ZHANG Y, ERDMANN R, et al. Development and processing of flame retardant cellulose acetate compounds for foaming applications[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2020, 137(28): 48863.
[24] JIANG Y, HAN X, GONG J, et al. Laboratory investigation of epoxy asphalt binder modified by brominated SBS[J]. Construction and Building Materials, 2019, 228(20): 116733.1-116733.12.
[25] PETHRICK R A. Design and ageing of adhesives for structural adhesive bonding - A review[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part L: Journal of Materials: Design and Applications, 2014, 229(5): 349-379.

中国半导体行业协会封装分会会刊

中国电子学会电子制造与封装技术分会会刊

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[1]	曹二平. 环氧树脂及酚醛树脂黏度对环氧塑封料性能的影响[J]. 电子与封装, 2024, 24(1): 10202-.
[2]	王璐;常白雪;岳艺宇;吴宇林;吴昊;陈淑静;刘金刚. 环氧塑封料用热潜伏型固化促进剂的研究与应用进展^*[J]. 电子与封装, 2022, 22(9): 90201-.
[3]	曹二平, 蔡晓东, 牟海燕. 不同规格色素炭黑对环氧塑封料性能的影响[J]. 电子与封装, 2022, 22(9): 90206-.
[4]	王殿年;李泽亮;郭本东;段嘉伟. 第三代半导体器件用高可靠性环氧塑封料的制备[J]. 电子与封装, 2022, 22(11): 110202-.
[5]	潘旭麒;李进;袁健;程琪. 对于EMC封装模具离型性的改良研究[J]. 电子与封装, 2021, 21(6): 60201-.
[6]	潘旭麒, 李进, 袁健. EMC中脱气剂的应用研究[J]. 电子与封装, 2021, 21(12): 120201-.
[7]	王殿年;郭本东;杨春梅. 非等温DSC研究EMC的固化动力学[J]. 电子与封装, 2020, 20(9): 90203-.
[8]	郭利静，张力红，武红娟，代瑞慧. 常用树脂对IC封装用环氧塑封料性能影响[J]. 电子与封装, 2019, 19(9): 19-23.