System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种硅氧烷改性固化剂、底部填充材料及其制备方法技术_技高网

一种硅氧烷改性固化剂、底部填充材料及其制备方法技术

技术编号:41958135 阅读:5 留言:0更新日期:2024-07-10 16:43
本发明专利技术公开一种硅氧烷改性固化剂、底部填充材料及其制备方法,硅氧烷改性固化剂通过如下方法制备:10‑100质量份苯胺固化剂和有机溶剂在90‑200℃下混合均匀,向其中滴加10‑100质量份含氢聚硅氧烷,混合均匀后滴加有机碱催化剂,反应5‑9h,反应结束后降温至室温,萃取洗涤,减压蒸馏,除去溶剂,离心,得到黄色粘稠液体,即得。按重量份数计,底部填充材料包括以下组份:低粘度环氧树脂30‑160份,苯基活性稀释剂1‑40份,无机填料40‑180份,分散剂0.2‑8份,着色剂0.2‑8份,苯胺固化剂20‑180份,硅氧烷改性固化剂0.1‑2份。本发明专利技术底部填充材料具有高韧性和优良的冷热循环可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子封装材料,具体涉及先进封装领域,更具体地涉及一种硅氧烷改性固化剂、底部填充材料及其制备方法


技术介绍

1、21世纪,由于无线通讯、各种互联网络产品及汽车导航电子产品的需求,电子器件集成度越来越高,要求芯片封装尺寸进一步小型化和微型化,集成电路向轻、薄、小方向发展,应此发展趋势出现了许多新的封装技术和封装形式。倒装芯片(fip chip)互联技术是其中最主要的封装技术,其中液体单组份环氧底部填充胶(underfill)是一种适用于倒装芯片电路的材料,可将芯片与基板黏成一体,减少热循环过程中的相对移动、增加焊点的疲劳寿命、缓冲并释放因冲击在焊点上所产生的应力,能有效地提高焊点的机械性能,从而提高芯片的使用寿命。

2、底部填充材料由于优异的机械性能、良好的粘接性能等优点而被广泛应用,但是固化后的底部填充材料脆性大、韧性差,冷热循环可靠性差,比如其在超低温环境下会变脆,断裂韧性较差;受到外力冲击作用后,内部应力分布不均匀容易产生开裂,形成微裂纹等物理缺陷,进一步引起性能下降,甚至导致固化物开裂;同样在高温环境下,其性能也会大大下降,这进一步限制了其在其他领域的应用。

3、底部填充材料增韧的传统方法是在基体树脂中掺入橡胶颗粒、纳米填料、热塑性塑料等,以增强其韧性,但加入这些增韧剂后,底部填充胶在固化前或固化过程中容易发生相分离,难以保证改性后底部填充材料的性能。在有关有效底部填充材料增韧的研究中,一方面难以实现底部填充胶所需性能的综合提高,另一方面由于制备流程复杂,难以实现大规模生产。

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技术实现思路

1、为了克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷,本专利技术旨在提供一种硅氧烷改性固化剂、底部填充材料及其制备方法。

2、具体技术方案如下:

3、本专利技术提供一种硅氧烷改性固化剂,通过如下方法制备得到:10-100质量份苯胺固化剂和有机溶剂在90-200℃下混合均匀,然后向其中滴加10-100质量份含氢聚硅氧烷,混合均匀后滴加有机碱催化剂,反应5-9h,反应结束后降温至室温,然后萃取洗涤,减压蒸馏,除去溶剂,离心,得到黄色粘稠液体,即为所述硅氧烷改性固化剂。

4、进一步地,所述苯胺固化剂选自3.3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯基甲烷、间苯二胺、间苯二甲胺、二氨基二苯砜、二氨基二苯基甲烷、二乙基甲苯二胺及其衍生物中的一种或多种组合物。以3.3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯基甲烷为例,硅氧烷改性固化剂的制备原理图如图1所示。

5、进一步地,所述含氢聚硅氧烷为线性含氢硅油,其粘度为20-1800mpa.s,含氢质量比为0.02%-5%。

6、进一步地,所述含氢聚硅氧烷选自单端含氢硅油、双端含氢硅油、侧含氢硅油、端侧含氢硅油中的一种或者几种的组合物。

7、进一步地,所述有机溶剂选自甲苯、甲醇、二甲苯、正丁醇、乙酸乙酯、环己烷、丁酮、庚烷中的一种或多种组合物。

8、进一步地,所述有机碱催化剂选自乙醇钠、甲醇钠、乙醇钾、异丙醇钠、苯二甲酸钠、甲醇钾中的一种或多种组合物;

9、优选地,所述有机碱催化剂的添加量为所有原料总质量的0.05%-1%。

10、本专利技术还提供一种底部填充材料,按重量份数计,包括以下组份:

11、

12、所述低粘度环氧树脂的粘度为80-2800mpa.s,环氧值为0.1-0.9eq/100g。

13、进一步地,所述低粘度环氧树脂选自选自双酚s型环氧树脂、双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、氢化双酚a型环氧树脂、线性酚醛环氧树脂中的一种或多种组合物。

14、进一步地,所述苯基活性稀释剂选自对叔丁基苯基缩水甘油醚、4-甲氧基苯基缩水甘油醚、2-乙氧基苯基缩水甘油醚、对异丁基苯基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚中的一种或多种组合物;

15、优选地,所述苯胺固化剂选自间苯二胺、间苯二甲胺、二氨基二苯砜、二氨基二苯基甲烷、二乙基甲苯二胺及其衍生物中的一种或多种组合物;

16、优选地,所述无机填料为球型硅微粉,其粒径为40nm-6μm;

17、所述分散剂为非溶剂型的高分子量润湿分散剂;

18、所述着色剂为炭黑、铁红、钛白粉中的一种或多种组合物。

19、本专利技术还提供一种所述底部填充材料的制备方法,包含以下步骤:

20、a)环氧树脂主料的制备:按顺序加入30-160份低粘度环氧树脂,1-40份苯基活性稀释剂,在80-180℃下溶解均匀,然后加入40-180份无机填料,0.2-8分散剂,控制物料温度为70-110℃,高速搅拌20-70min,然后经过研磨,使填料分散均匀,在0.06-0.2mpa的压力下进行脱泡,然后将物料冷却至18-30℃,备用;

21、b)底部填充材料的制备:在环氧树脂主料中依次加入20-180份苯胺固化剂、0.1-2份硅氧烷改性固化剂及0.2-8份着色剂,真空搅拌40-80min,全程控制物料温度18-30℃,然后经过研磨,即得。

22、本专利技术的主要创新有三个关键部分:其一,本专利技术在固化工艺设计方面,通过硅氧烷改性固化剂的制备,在合成的底部填充材料中引入了硅氧烷柔性链段,使得其在高低温环境及受到外力冲击时,柔性硅链可以吸收能量,从而阻碍基体开裂以及微裂纹的生成,较大程度上提高了底部填充材料的韧性及冷热循环可靠性。其二,本专利技术在环氧树脂三维网络结构设计上,环氧树脂组分选用了双酚s型、双酚a型等低粘度环氧树脂,固化剂组分选用芳香胺与含氢聚硅氧烷共混体系,形成相互交联的互穿网络结构,整个体系具有良好的相容性,所加的填料也在基体中均匀分散,从而既提高了底部填充材料的韧性,也并不会引起其他方面性能的大幅度下降。其三,本专利技术在选取溶剂方面,考虑了原材料在溶剂中的溶解性以及反应活性,确保了合成产物的收率以及稳定性,从而最终得到可工业化应用的、可控的合成工艺。

23、本专利技术的有益效果为:

24、(1)本专利技术制备的底部填充材料通过硅氧烷改性固化剂的设计和合成,引入了硅氧烷柔性链段,实现了高韧性以及优良的冷热循环可靠性;

25、(2)本专利技术制备底部填充材料通过选取适当的环氧树脂组分、固化剂组分以及合适的溶剂等,构筑了相容性良好的交联网络结构,既提高了底部填充材料的韧性,同时也不会引起其他方面性能的大幅度下降;

26、本专利技术制备的底部填充材料是一种在工业应用上可行的提升冷热循环可靠性的底部填充材料,它顺利实现了提高底部填充材料韧性以及冷热循环可靠性的目的,同时通过固化体系的设计,顺利实现了底部填充材料的作业性和固化工艺,满足先进封装的要求,这是其他专利技术所不能比拟的。

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【技术保护点】

1.一种硅氧烷改性固化剂,其特征在于,通过如下方法制备得到:10-100质量份苯胺固化剂和有机溶剂在90-200℃下混合均匀,然后向其中滴加10-100质量份含氢聚硅氧烷,混合均匀后滴加有机碱催化剂,反应5-9h,反应结束后降温至室温,然后萃取洗涤,减压蒸馏,除去溶剂,离心,得到黄色粘稠液体,即为所述硅氧烷改性固化剂。

2.根据权利要求1所述的硅氧烷改性固化剂,其特征在于,所述苯胺固化剂选自3.3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯基甲烷、间苯二胺、间苯二甲胺、二氨基二苯砜、二氨基二苯基甲烷、二乙基甲苯二胺及其衍生物中的一种或多种组合物。

3.根据权利要求1所述的硅氧烷改性固化剂,其特征在于,所述含氢聚硅氧烷为线性含氢硅油,其粘度为20-1800mPa.s,含氢质量比为0.02%-5%。

4.根据权利要求1所述的硅氧烷改性固化剂,其特征在于,所述含氢聚硅氧烷选自单端含氢硅油、双端含氢硅油、侧含氢硅油、端侧含氢硅油中的一种或者几种的组合物。

5.根据权利要求1所述的硅氧烷改性固化剂,其特征在于,所述有机溶剂选自甲苯、甲醇、二甲苯、正丁醇、乙酸乙酯、环己烷、丁酮、庚烷中的一种或多种组合物。

6.根据权利要求1所述的硅氧烷改性固化剂,其特征在于,所述有机碱催化剂选自乙醇钠、甲醇钠、乙醇钾、异丙醇钠、苯二甲酸钠、甲醇钾中的一种或多种组合物;

7.一种底部填充材料,其特征在于,按重量份数计,包括以下组份:

8.根据权利要求7所述的底部填充材料,其特征在于,所述低粘度环氧树脂选自选自双酚S型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、线性酚醛环氧树脂中的一种或多种组合物。

9.根据权利要求7所述的底部填充材料,其特征在于,所述苯基活性稀释剂选自对叔丁基苯基缩水甘油醚、4-甲氧基苯基缩水甘油醚、2-乙氧基苯基缩水甘油醚、对异丁基苯基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚中的一种或多种组合物;

10.一种权利要求9所述底部填充材料的制备方法,其特征在于,包含以下步骤:

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【技术特征摘要】

1.一种硅氧烷改性固化剂,其特征在于,通过如下方法制备得到:10-100质量份苯胺固化剂和有机溶剂在90-200℃下混合均匀,然后向其中滴加10-100质量份含氢聚硅氧烷,混合均匀后滴加有机碱催化剂,反应5-9h,反应结束后降温至室温,然后萃取洗涤,减压蒸馏,除去溶剂,离心,得到黄色粘稠液体,即为所述硅氧烷改性固化剂。

2.根据权利要求1所述的硅氧烷改性固化剂,其特征在于,所述苯胺固化剂选自3.3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯基甲烷、间苯二胺、间苯二甲胺、二氨基二苯砜、二氨基二苯基甲烷、二乙基甲苯二胺及其衍生物中的一种或多种组合物。

3.根据权利要求1所述的硅氧烷改性固化剂,其特征在于,所述含氢聚硅氧烷为线性含氢硅油,其粘度为20-1800mpa.s,含氢质量比为0.02%-5%。

4.根据权利要求1所述的硅氧烷改性固化剂,其特征在于,所述含氢聚硅氧烷选自单端含氢硅油、双端含氢硅油、侧含氢硅油、端侧含氢硅油中的一种或者几种的组合物。

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【专利技术属性】
技术研发人员:朱朋莉周紫婷张慧李刚黎超华杨媛媛陈静
申请(专利权)人:中国科学院深圳先进技术研究院
类型:发明
国别省市:

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