[作者简介]张小华(1972一)，女，湖南省人，副教授．主要研究方向为功能高分子合成与应用及电化学表面处理。

0 引 言

电子封装技术的飞速发展促进了封装材料的发展，即从过去的金属和陶瓷封装为主转向塑料封装。由于塑料封装具有价格相对便宜，成型工艺简单，适合大规模生产，可靠性与陶瓷封装相当等优点，已占到整个封装材料的95％以上。而塑料封装中应用最广泛的是环氧树脂塑封料。环氧树脂具有优良的电绝缘性、耐热性、耐水性、粘接性、耐化学药品性和力学性能，加入固化剂后又有较好的加工性和可操作性， 目前国外半导体器件的80％ 9o％(日本几乎全部)采用环氧树脂塑封料进行封装[1]。

1 电子封装技术对环氧塑封料的性能要求

随着集成电路线宽越来越小，集成度越来越高以及表面贴装技术(SMT)、环栅阵列(BGA)、多芯片组件(MCM)技术的广泛应用，对环氧塑封料的性能提出更高的要求，要求封装用环氧树脂能快速固化，同时耐热，应力、吸湿性低，成本低，此外还要求树脂品质高，其主要表现在：1)色泽浅，液体树脂无色透明，固体树脂纯白色；2)环氧当量变化幅度小；3)树脂中几乎没有离子性杂质，尤其

是Na 和C1-；4)相当低的水解性氯(有机氯端基不纯物)；5)挥发组分、杂质含量低[2]。

目前常用的封装用环氧树脂有4种类型[3]，即酚醛型(ECN)、联苯型、双环戊二烯型(DCPD)和萘型。ECN型树脂在常温下呈非晶态，在软化点以上的温度范围内，熔融黏度较高，因而在成型时流动性较差，难以充填过多的无机材料。联苯型树脂在常温下呈结晶状态，熔点高达105℃，具有很低的熔融黏度。DCPD型树脂中的固化剂具有很低的桥接密度(为ECN型树脂的1／4)，因而吸湿率很低(为

ECN型树脂的10％)，耐热性好。萘型树脂是1种具有“骨架”型结构的高粘合力、低吸湿性树脂。

为使塑封料适应未来电子封装的要求，今后应大力开发高品质的新型树脂，主要是具有高耐热、低黏度、低吸湿的高性能树脂。在以此为目的而开发的多种新型环氧树脂中，脂环族环氧树脂是颇具发展潜力的一种。

2 新型脂环族环氧树脂

由于脂环族环氧树脂的结构特点，它具有黏度小，工艺性好，耐热性高， 固化收缩小， 电性能好，耐紫外线及耐候性好等特点，特别适合高性能电子封装材料低黏度、高耐热性、低吸水性和电性能优异等要求，是1种在电子封装领域具有很好应用前景的功能材料。

国外有报道以汽巴脂环族环氧树脂CY179和酚醛环氧树脂EPN1 139为基料树脂的1种塑料材料用于电子元器件的封装，该塑封材料固化前黏度低(40～80 Pa·s)、固化后玻璃化转变温度高(220oC)、热膨胀系数小(2．5 × 10～ ～3．5 ×10-5／oC)E4 ；对于Unox201、Unox221类树脂用于电子元器件的封装也有报道[5]。

Unox201、Unox221等二官能团脂环族环氧化合物，其玻璃化转变温度范围为130～150 oC，仍然难以满足现代微电于封装技术对封装材料的高耐热性要求。而且其分子结构中脂环是以酯键联接，遇空气中潮气以及温度升高时易于水解产生羧酸，而羧酸对芯片中的金属框架和布线有腐蚀作用，严重影响芯片的使用寿命。

国内谢美然等报道了1种新的耐热性液体脂环族环氧化合物及其制备方法[6,7 ]。它是将脂环族烯烃二元醇与卤代烃经醚化反应生成脂环族三烯烃醚化物，再将其进行环氧化反应制得，如方程式(1)所示。

含磷的三官能液体脂环族环氧树脂中高达8％的含磷量使得固化后的环氧树脂具有良好的阻燃性(极限氧指数24．3～25．3)；三官能团导致固化后的环氧树脂具有高的交联密度、高玻璃化转变温度(154 oC)和良好的耐化学溶剂性；脂环结构使得所制备的环氧树脂抗紫外线能力强且常温下为液体。因此它特别适用于现代电子封装和制备高密度电路板的需要。

Crivello等则设计了1种流线型反应方案制备出一系列可光引发阳离子聚合的带有脂环结构的有机硅多官能环氧树脂[9\10]。反应历程((3)～(5)式)包括：1)在(Ph3P)3 RhCI催化作用下，含有双硅氢键的有机硅氧烷与具有端烯键的单官能脂环环氧单体单端加成；2)利用上步反应的加成物中的残余硅氢键和乙烯基三甲氧基硅烷反应，引入三烷氧基；3)最后，利用溶胶凝胶技术，带有三烷氧基硅烷官能团的环氧树脂在弱酸性离子交换树脂催化作用下水解缩聚合成新的多官能脂环环氧树脂低聚物。该低聚物分子以硅氧键为主链，脂环环氧基团间间距非常小，由此其聚合交联度很大，其玻璃化转变温度超过225℃ ，而且其力学性能优异，180 oC时其贮能模量没有降低，预期这种类型的树脂在复合材料、光学胶粘剂、涂料及电子浇注、封装等领域将有着广泛的应用前景。

有机硅多官能环氧树脂还可以由双环戊二烯先引入三烷氧基硅烷官能团，再通过问氯过氧苯甲酸(m—CPBA)环氧化反应和离子交换树脂作用下水解缩聚得到。如：

3 脂环族环氧树脂的增韧改性

脂环族环氧树脂作为新型高性能电子塑封材料，具备优异的耐化学性、耐热性和电性能，但仍具有普通环氧树脂所具有的质脆的缺点，为此，可采用各种常规增韧方法对其进行增韧改性[11]。An—dress Hartwig等[12]将ERL一4221与不同分子质量的聚四氢呋喃(PTHF)在碘盐的引发作用下发生阳离子聚合得到分子链中包含软段结构的聚合物，这为脂环族环氧树脂的增韧开辟了一条新途径。另外，在脂环族环氧树脂中采用了紫外光固化技术，应用和研究最广泛的ERL一4221在阳离子固化体系中最为常用，它的反应活性比其他环氧化合物高，但在单独使用时其活性仍嫌不足，而且成膜后其柔性不理想，Willard F．K．等-l J通过调节ERL一4221中间链段及其长度，得到了不同性能的衍生物。

4 结语

脂环族环氧树脂以其自身的特殊结构，克服了双酚A型环氧树脂的缺陷，就其所具有的优良性能来看，其应用前景不可低估，是今后电子封装材料值得开发的一个研究方向。

参考文献：

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