【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电子封装材料制备，特别涉及一种介孔二氧化硅填料、环氧树脂组合物、制备方法及其应用。
技术介绍
1、倒装芯片封装技术由于具有输入/输出(i/o)密度高，封装尺寸小，成本低等优点，成为现代电子封装中最具吸引力的技术之一。倒装芯片封装技术是把芯片通过焊球直接连接在有机基板上，同时还需要底部填充胶填充在芯片与基板之间由焊球连接形成的间隙，它可以降低芯片与基板因热膨胀系数(cte)不匹配而在焊点上产生的应力，提高焊点的热疲劳寿命。而在实际应用中，随着电子器件向小型化、高集成度和多功能型等方向的发展，对封装材料的可靠性也有了更高的要求。
2、底部填充胶通常是一种环氧树脂复合材料，其中包括环氧树脂、固化剂、无机填料以及其他助剂。而环氧树脂的热膨胀系数通常很大，会发生由于各部件之间的热膨胀系数不匹配而引起的封装可靠性问题；另一方面大部分环氧塑封料介电常数普遍偏高，会导致整个器件的漏电电流增加并产生电容效应，会增加电路中的传输损耗。因此无机填料的加入树脂体系对封装材料的性能起着非常重要的作用，其中二氧化硅填料因其低热膨胀系数、稳定的化学性能和热性能，以及低成本和制备过程简单等优点，作为填料广泛应用于电子封装领域。而为了实现匹配基板的cte和较低的介电常数，通常会在底部填充胶中加入高填充量的二氧化硅。然而高填充量虽然能够有效降低热膨胀系数但会带来其他可靠性问题，比如胶水的黏度上升，加工操作性变差；更严重的是，填料增多会导致复合材料的刚性增大，韧性下降，造成封装过程中的机械失效问题。
3、而底部填充胶的性能除了和填料
4、目前底部填充胶所常用的二氧化硅填料需要高填充量以实现低热膨胀系数，但是过高的填充量难以兼顾底部填充胶其他性能的改善，比如断裂韧性。在有关有效降低底部填充胶热膨胀系数的研究中，一方面难以实现底部填充胶所需性能的综合提高，另一方面则是由于制备流程复杂，难以实现大规模生产。
技术实现思路
1、鉴于此，有必要针对现有技术底部填充胶性能较差且制备较为复杂的缺陷提供一种可以有效降低高性能底部填充胶热膨胀系数的介孔二氧化硅填料、环氧树脂组合物、制备方法及其应用。
2、为解决上述问题，本申请采用下述技术方案：
3、本申请目的之一，提供了一种介孔二氧化硅填料的制备方法，包括下述步骤：
4、在30～60℃的温度条件下，将质量比为(100～200)：(50～200)：(5～20)：
5、(0.1～5)：(1～25)的去离子水、助溶剂、催化剂、硅源物质和模板剂混合反应5～10h，得到反应液，将所述反应液固液分离后得到的固体经洗涤、烘干和高温煅烧，得到所述介孔二氧化硅填料。
6、在其中一些实施例中，所述助溶剂为醇类物质，所述醇类物质包括甲醇、乙醇、丁醇或异丙醇中的至少一种。
7、在其中一些实施例中，所述催化剂为酸性催化剂或碱性催化剂，所述酸性催化剂包括醋酸、盐酸、硝酸、硫酸中的至少一种，所述碱性催化剂包括氨水、二乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化钠中的至少一种。
8、在其中一些实施例中，所述硅源物质为烷氧基硅烷，所述烷氧基硅烷包括四乙氧基硅烷、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷及苯基三乙氧基硅烷中的至少一种。
9、在其中一些实施例中，所述模板剂为表面活性剂，所述表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯辛醇醚中的至少一种。
10、在其中一些实施例中，所述高温煅烧的温度为600～1000℃，所述介孔二氧化硅填料的平均粒径尺寸为100nm～2μm。
11、本申请目的之二，提供了一种介孔二氧化硅填料，由任一项所述的制备方法制备得到。
12、本申请目的之三，提供了一种环氧树脂组合物，所述环氧树脂组合物包括按质量百分比计数的以下组分：20～50％的所述的介孔二氧化硅粉体填料、30～50％的基体环氧树脂、10～20％的固化剂、0.1～5％的增韧剂、0.1～5％的活性稀释剂、0.1～1％的偶联剂以及0.1～1％的着色剂。
13、在其中一些实施例中，所述的基体环氧树脂为缩水甘油基型环氧树脂，所述缩水甘油基型环氧树脂包括缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂中的至少一种。
14、在其中一些实施例中，所述的固化剂为芳香胺类固化剂，所述芳香胺类固化剂包括二胺基二苯砜、二胺基二苯甲烷、二乙基甲苯二胺、间苯二胺中的至少一种。
15、在其中一些实施例中，所述的增韧剂为低聚物增韧型增韧剂，所述低聚物增韧型增韧剂包括液体聚硫橡胶、液体丁腈橡胶、低分子聚酰胺、异氰酸酯预聚体中的至少一种。
16、在其中一些实施例中，所述的活性稀释剂为低分子量环氧化合物，所述低分子量环氧化合物包括烯丙基缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、间苯二酚缩水甘油醚中的至少一种。
17、在其中一些实施例中，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂包括γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷中的至少一种。
18、在其中一些实施例中，所述着色剂为炭黑。
19、本申请目的之四，提供了一种环氧树脂组合物的制备方法，包括下述步骤：
20、将质量百分比计数的以下组分的物质混合搅拌，20～50％的所述的介孔二氧化硅粉体填料、30～50％的基体环氧树脂、10～20％的固化剂、0.1～5％的增韧剂、0.1～5％的活性稀释剂、0.1～1％的偶联剂以及0.1～1％的着色剂；
21、将搅拌后的混合物在150～200℃温度下固化1～3h，得到所述的树脂组合物。
22、在其中一些实施例中，在将质量百分比计数的以下组分的物质混合搅拌的步骤中，具体包括下述步骤：
23、将基体环氧树脂和增韧剂、活性稀释剂、偶联剂以及着色剂混合均匀，在1000～2000rpm下搅拌3～6min，得到树脂混合物；
24、在所述树脂混合物加入所述的介孔二氧化硅填料并放入球磨珠，并在1000～2000rpm下搅拌3～6min，得到含填料的树脂混合物；
25、将所述固化剂加入所述含填料的树脂混合物中，并在1000～2000rpm下搅拌3～6min，得到最终的混合物；
26、将所述最终的混合物倒入聚四氟乙烯模具中，在150～200℃的烘箱中固化1～3h，得到所述的介孔二氧化硅填充的树脂组合物。
27、在其中一些实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种介孔二氧化硅填料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
2.如权利要求1所述的介孔二氧化硅填料的制备方法，其特征在于，所述助溶剂为醇类物质，所述醇类物质包括甲醇、乙醇、丁醇或异丙醇中的至少一种。
3.如权利要求1所述的介孔二氧化硅填料的制备方法，其特征在于，所述催化剂为酸性催化剂或碱性催化剂，所述酸性催化剂包括醋酸、盐酸、硝酸、硫酸中的至少一种，所述碱性催化剂包括氨水、二乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化钠中的至少一种。
4.如权利要求1所述的介孔二氧化硅填料的制备方法，其特征在于，所述硅源物质为烷氧基硅烷，所述烷氧基硅烷包括四乙氧基硅烷、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷及苯基三乙氧基硅烷中的至少一种。
5.如权利要求1所述的介孔二氧化硅填料的制备方法，其特征在于，所述模板剂为表面活性剂，所述表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯辛醇醚中的至少一种。
6.如权利要求1所述的介孔二氧化硅填料的制备方法，其特征在于，所述高温煅烧的温度为600～1000℃，所述介孔二氧化硅填料的平均粒径尺寸为1
7.一种介孔二氧化硅填料，其特征在于，由权利要求1至6任一项所述的制备方法制备得到。
8.一种环氧树脂组合物，其特征在于，所述环氧树脂组合物包括按质量百分比计数的以下组分：20～50％的如权利要求7所述的介孔二氧化硅粉体填料、30～50％的基体环氧树脂、10～20％的固化剂、0.1～5％的增韧剂、0.1～5％的活性稀释剂、0.1～1％的偶联剂以及0.1～1％的着色剂。
9.如权利要求8所述的环氧树脂组合物，其特征在于，所述的基体环氧树脂为缩水甘油基型环氧树脂，所述缩水甘油基型环氧树脂包括缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂中的至少一种。
10.如权利要求8所述的环氧树脂组合物，其特征在于，所述的固化剂为芳香胺类固化剂，所述芳香胺类固化剂包括二胺基二苯砜、二胺基二苯甲烷、二乙基甲苯二胺、间苯二胺中的至少一种。
11.如权利要求8所述的环氧树脂组合物，其特征在于，所述的增韧剂为低聚物增韧型增韧剂，所述低聚物增韧型增韧剂包括液体聚硫橡胶、液体丁腈橡胶、低分子聚酰胺、异氰酸酯预聚体中的至少一种。
12.如权利要求8所述的环氧树脂组合物，其特征在于，所述的活性稀释剂为低分子量环氧化合物，所述低分子量环氧化合物包括烯丙基缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、间苯二酚缩水甘油醚中的至少一种。
13.如权利要求8所述的环氧树脂组合物，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂包括γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷中的至少一种。
14.如权利要求8所述的环氧树脂组合物，其特征在于，所述着色剂为炭黑。
15.一种环氧树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
16.如权利要求15所述的环氧树脂组合物的制备方法，其特征在于，在将质量百分比计数的以下组分的物质混合搅拌的步骤中，具体包括下述步骤：
17.如权利要求16所述的环氧树脂组合物的制备方法，其特征在于，在所述树脂混合物加入所述的介孔二氧化硅填料并放入球磨珠，并在1000～2000rpm下搅拌3～6min，得到含填料的树脂混合物的步骤中，在所述树脂混合物加入所述的介孔二氧化硅填料的次数为三次，每次并放入一定的球磨珠，每次加入所述的介孔二氧化硅填料都在1000～2000rpm下搅拌3～6min。
18.一种如权利要求7所述的介孔二氧化硅填料在电子封装领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种介孔二氧化硅填料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
2.如权利要求1所述的介孔二氧化硅填料的制备方法，其特征在于，所述助溶剂为醇类物质，所述醇类物质包括甲醇、乙醇、丁醇或异丙醇中的至少一种。
3.如权利要求1所述的介孔二氧化硅填料的制备方法，其特征在于，所述催化剂为酸性催化剂或碱性催化剂，所述酸性催化剂包括醋酸、盐酸、硝酸、硫酸中的至少一种，所述碱性催化剂包括氨水、二乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化钠中的至少一种。
4.如权利要求1所述的介孔二氧化硅填料的制备方法，其特征在于，所述硅源物质为烷氧基硅烷，所述烷氧基硅烷包括四乙氧基硅烷、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷及苯基三乙氧基硅烷中的至少一种。
5.如权利要求1所述的介孔二氧化硅填料的制备方法，其特征在于，所述模板剂为表面活性剂，所述表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯辛醇醚中的至少一种。
6.如权利要求1所述的介孔二氧化硅填料的制备方法，其特征在于，所述高温煅烧的温度为600～1000℃，所述介孔二氧化硅填料的平均粒径尺寸为100nm～2μm。
7.一种介孔二氧化硅填料，其特征在于，由权利要求1至6任一项所述的制备方法制备得到。
8.一种环氧树脂组合物，其特征在于，所述环氧树脂组合物包括按质量百分比计数的以下组分：20～50％的如权利要求7所述的介孔二氧化硅粉体填料、30～50％的基体环氧树脂、10～20％的固化剂、0.1～5％的增韧剂、0.1～5％的活性稀释剂、0.1～1％的偶联剂以及0.1～1％的着色剂。
9.如权利要求8所述的环氧树脂组合物，其特征在于，所述的基体环氧树脂为缩水甘油基型环氧树脂，所述缩水甘油基型环氧树脂包括缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱朋莉，赵丹宁，张磊聪，
申请(专利权)人：深圳先进电子材料国际创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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