（1）高純度   在電氣、電子工業(yè)中，對(duì)環(huán)氧樹脂正式提出高純化是比較近期的事情。眾所周知，在電氣和電子領(lǐng)域內(nèi)，輕、薄、短、小的發(fā)展趨勢(shì)很快，對(duì)于在各種元件中使用的高分子材料，元件雖小型化和高集成化，但要求必須達(dá)到與以前制品同樣的可靠性。同時(shí)，還要選擇兼有大量生產(chǎn)性的材料。這對(duì)于在電氣和電子領(lǐng)域中大量應(yīng)用的環(huán)氧樹脂來說，對(duì)性能的要求比以前提高了很多，尤其是用于半導(dǎo)體的包封材料，對(duì)性能的要求更為嚴(yán)格。對(duì)用于包封的環(huán)氧樹脂材料，除要求速固性、低應(yīng)力和耐熱性外，還要求高純度化。

    在環(huán)氧樹脂中，其主要雜質(zhì)是以有機(jī)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(zhì)不純物是困難的。提出環(huán)氧樹脂高純度化的理由是：環(huán)氧樹脂中雜質(zhì)（如Na⁺、Cl^-等），特別是因?yàn)榭伤饴入x子的析出，在水分的作用下，加速了管芯中鋁引線的腐蝕，使電子元器件制品的壽命受到惡劣影響。用于半導(dǎo)體包封的環(huán)氧樹脂，主要是鄰甲酚酚醛環(huán)氧樹脂。各生產(chǎn)廠家爭(zhēng)先恐后地推出此種類型的高純度化的樹脂。表2-3給出等級(jí)不同的產(chǎn)品，是日本已商品化的品種，目前日本各公司開發(fā)的高純度樹脂的水平大體相同，在質(zhì)量指標(biāo)方面已達(dá)到無甚差別的程度。

另外，環(huán)氧樹脂在電氣、電子領(lǐng)域，除用于元器件包封料之外，還廣泛用于粘接劑方面。對(duì)于管芯的粘接，由于高集成化提高了可靠性，與半導(dǎo)體包封料一樣，也要求高純度、高質(zhì)量的樹脂。但是，用于膠黏劑方面的環(huán)氧樹脂不同于半導(dǎo)體包封料所用的固態(tài)環(huán)氧樹脂，而是使用液態(tài)環(huán)氧樹脂。對(duì)于雙酚A型環(huán)氧樹脂的高純度化，有的公司采用再結(jié)晶的方法進(jìn)行提純。但再結(jié)晶法成本高（收率低）以及熔點(diǎn)接近室溫，再結(jié)晶操作困難，因此，目前多對(duì)改進(jìn)環(huán)氧樹脂制造工藝條件進(jìn)行探討，如控制反應(yīng)條件和后處理洗凈等。目前已有幾種液態(tài)高純度環(huán)氧樹脂上市。

 

 

    表2-4列出液態(tài)高純度環(huán)氧樹脂的典型例子，表中所舉的品種為油化殼環(huán)氧公司所生產(chǎn)的液態(tài)高純度環(huán)氧樹脂，它們分別為雙酚A型和雙酚F型，目前已市售。從分類上，它們可分為高純度品和超高純度品。

 

 

    ①高純度品為可水解氯含量約為200～300mg/kg的制品。

    ②超高純度品為可水解氯含量約為100mg/kg或在150mg/kR以下的制品。不管是哪種高純度品，與通用的液態(tài)樹脂相比，固化物在耐水性和耐高壓蒸煮性（PCT）方面，均有大幅度的改善，在要求可靠性的應(yīng)用方面，使用壽命確實(shí)提高了。

    目前市售的環(huán)氧樹脂已經(jīng)除去了游離的Na⁺、Cl^-離子，實(shí)用上是不成問題的。問題是由于合成時(shí)的副反應(yīng)，在水存在下可水解游離出Cl^-離子的有機(jī)氯雜質(zhì)（可水解氯），因此對(duì)IC的可靠性影響很大。

    因此，問題在于如何合成可水解性氯含量低的高純度樹脂。下面介紹幾種制造低氯含量的高純度環(huán)氧樹脂的方法：

    a.使精制工藝最佳化（溶劑、溫度）；

    b.使反應(yīng)條件最佳化（除鹽法，如NaOH法）；

    c.用有機(jī)銀處理（Ag⁺Cl^-→AgCl↓）；

    d.利用電泳處理；

    e.不使用環(huán)氧氯丙烷。

    目前世界上含可水解氯600mg/kg左右的通用型環(huán)氧樹脂只能適應(yīng)64k存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)程度，對(duì)256k存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)程度，必須使用高純度環(huán)氧樹脂。在未來的1M存儲(chǔ)單元時(shí)代，將要使用超高純度環(huán)氧樹脂?？梢灶A(yù)料，今后還將繼續(xù)進(jìn)行高純度品種化的研究。

    （2）高功能化   IC封裝用的環(huán)氧樹脂除了要求高純度化之外，隨著高集成化封裝的大型、薄殼化，目前要求解決的是低應(yīng)力比、耐熱沖擊和低吸水性，為此出現(xiàn)了許多新結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂和改性方法。

    低二聚體鄰甲酚甲醛環(huán)氧樹脂，減少其含量，可以降低熔融黏度，有利于大面積IC的封裝，提高固化產(chǎn)物的Tg，使之具有高的耐熱性。

    （3）高耐熱性能

    ①以下列通式的苯胺和環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)生成的氨基四官能環(huán)氧樹脂作為封裝用模塑料的組分，能提高固化產(chǎn)物的耐熱性。

 

 

    典型的樹脂結(jié)構(gòu)為：

 

 

    ②雙酚A或溴化雙酚A和甲醛縮合產(chǎn)物和環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)生成下列典型環(huán)氧樹脂，作為模塑料的原料比鄰甲酚甲醛環(huán)氧樹脂反應(yīng)活性高。該樹脂用酚醛型樹脂固化后產(chǎn)物的Tg要提高10℃。

 

 

    （4）低吸濕化

    ①苯酚和丙烯醛或其他長(zhǎng)碳鏈的醛縮聚產(chǎn)物和環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)生成的環(huán)氧樹脂作為封裝用模塑料的原料，可以改善材料的吸水性。樹脂的通式如下：

 

 

    ②將α-萘酚引入到線型酚醛環(huán)氧樹脂中，由于萘骨架的存在，耐水性、耐熱性都有提高。

 

 

    ③二甲苯骨架引入到線型酚醛環(huán)氧樹脂中，可以取得不降低耐熱性的情況下，提高耐水性的效果。

    ④以雙環(huán)戊二烯和溴化苯酚加成聚合物為主鏈的環(huán)氧樹脂作為封裝用模塑料的原料，呈現(xiàn)出低的吸水率。

 

 

    DCBE-1和溴化鄰甲酚甲醛環(huán)氧樹脂簡(jiǎn)稱PNBE-1，同樣用酚醛樹脂固化后其固化產(chǎn)物的各項(xiàng)性能比較如表2-5。

 

 

    （5）低應(yīng)力化   另外一個(gè)技術(shù)動(dòng)態(tài)是低應(yīng)力化的動(dòng)向。隨著匯的集成度的提高、芯片尺寸的大型化和布線的微細(xì)化，固化環(huán)氧樹脂與硅元件熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的應(yīng)力將造成破壞。

    內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生的原因如下：模塑料固化收縮同硅片熱收縮有差異，即二者線膨脹系數(shù)不同，一般模塑料比硅片、引線的線膨脹系數(shù)要大一個(gè)數(shù)量級(jí)，在成型加熱到冷卻至室溫過程中必然在硅片上殘留應(yīng)力。

    熱應(yīng)力可以用下式來表示：

σ=K·E·α·△T

    式中  σ———熱應(yīng)力；

         K———常數(shù)；

         E———彈性模量；

         △T———模塑料Tg和室溫的差；

         α———熱膨脹系數(shù)。

    從該公式中可以看出降低樹脂的彈性模量和Tg，是減少熱應(yīng)力的有效途徑。

    這里介紹下列可使樹脂本身低應(yīng)力化的方法：

    ①各種烷基苯酚共縮合的線型酚醛的環(huán)氧化；

    ②含有比—CH₂—更長(zhǎng)鏈的基的酚類縮合物的環(huán)氧化；

    ③鄰甲酚線型酚醛型環(huán)氧樹脂與含有活性端基彈性體的加成物。

    圖2-2是有機(jī)硅橡膠改性環(huán)氧樹脂的動(dòng)態(tài)力學(xué)曲線。

 

 

    從圖2-2可見，有機(jī)硅橡膠可以明顯降低環(huán)氧模塑料的動(dòng)態(tài)彈性模量。

    用間苯二酚和雙環(huán)戊二烯的聚合物進(jìn)行環(huán)氧化，可生成如下結(jié)構(gòu)的樹脂：

 

 

    這種樹脂的固化產(chǎn)物應(yīng)力比標(biāo)準(zhǔn)鄰甲酚甲醛環(huán)氧樹脂小得多。