一种III-V族半导体抛光片封装专用聚丙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种III

【技术实现步骤摘要】
一种III
‑
V族半导体抛光片封装专用聚丙烯材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种III
‑
V族半导体抛光片封装专用聚丙烯材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]半导体晶圆对封装材料的性能要求非常严格，低VOC的释放是对晶圆封装材料的主要要求之一。III
‑
V族化合物半导体抛光衬底片广泛用于红外、mini/microled、射频及激光通信、太赫兹等高精尖领域，这些应用均需要进行MOCVD进行功能层外延，而功能层外延为小失配异质外延，对衬底表面的洁净程度要求非常苛刻，常规的封装方式及封装材料在长周期及高温环境下，面临VOC污染的严苛挑战。晶圆封装材料一般为改性聚丙烯复合材料，其产生VOC的原因主要有：(1)聚丙烯树脂：常规高流动聚丙烯树脂一般通过有机过氧化物降解法生产，树脂内残留的过氧化物会反应生成醇、醛等有机挥发物；(2)加工助剂的与基体聚丙烯树脂的相容性：耐热性差、与基体树脂相容差的加工助剂会通过析出、挥发产生VOC；(3)改性聚丙烯复合材料的热稳定性。聚丙烯树脂分子链会在持续的热氧化过程中部分断链降解成小分子或低分子，由此产生VOC。
[0003]如何有效保护晶圆的途径一是有效降低有害的VOC的释放，二是在复杂的VOC环境中如何主动保护晶圆。本专利技术通过加入特定材料释放无害的可完全脱附的物质快速覆盖晶圆表面，产生保护层，避免其他VOC的长时间不可逆污染。
[0004]目前国内对能够起到半导体晶圆主动保护VOC污染的专用封装材料研究甚少，国外厂家的成熟产品都是技术保密和封锁状态，公开研究和讨论的信息非常少。
[0005]因此，如何使材料能够保护晶圆全面持久的抵抗VOC污染以及满足半导体晶圆对封装材料高性能要求，将具有重要的实际应用价值，相关途径还未见报道。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术的不足而提供一种制备容易、低成本、稳定性好、具有晶圆主动保护功能的一种III
‑
V族半导体抛光片封装专用聚丙烯材料及其制备方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是设计一种III
‑
V族半导体抛光片封装专用聚丙烯材料，按照重量百分比包括以下组分：
[0008]聚丙烯树脂 65
‑
90％；
[0009]增强填充剂 1
‑
15％；
[0010]增韧剂 1
‑
20％；
[0011]抗氧剂 0.2
‑
0.5％；
[0012]抗静电剂 0.1
‑
0.5％；
[0013]聚苯胺 0.01％
‑
1％；
[0014]有机胺盐 0.01％
‑
1％。
[0015]上述各组分配方比例总和为100％。
[0016]上述III
‑
V族半导体抛光片封装专用聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
[0017]步骤一、将增强填充剂、增韧剂、无机光催化剂、抗氧剂、光稳定剂、聚苯胺0.01％
‑
1％、有机胺盐0.01％
‑
1％加入搅拌机中，在300
‑
600转/分的转速下搅拌混合3
‑
6分钟；
[0018]步骤二、加入聚丙烯树脂在300
‑
600转/分的转速下搅拌混合3
‑
6分钟；
[0019]步骤三、将上述混合物放入双螺杆挤出机中，于180
‑
230℃下熔融挤出造粒即得成品，双螺杆挤出机螺杆转速为250
‑
500rpm；水槽温度25
‑
45℃；切粒机转速为600
‑
1200rpm。
[0020]进一步的，所述的聚丙烯树脂为氢调法制的均聚聚丙烯树脂和为氢调法制得的共聚聚丙烯树脂混合物，其熔体流动速率为10
‑
40g/10min，其中均聚聚丙烯70
‑
30％，共聚聚丙烯30
‑
70％，配方比例总和为100％。
[0021]进一步的，所述增强填充剂纳米二氧化硅，其粒径为1
‑
10nm。
[0022]进一步的，所述增韧剂为聚烯烃弹性体乙烯
‑1‑
辛烯共聚物、乙烯－醋酸乙烯聚物、苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯、苯乙烯
‑
乙烯
‑
丙烯
‑
苯乙烯型嵌段共聚物中的任一种或多种。
[0023]进一步的，所述的增韧剂为乙烯
‑1‑
辛烯共聚物和乙烯－醋酸乙烯聚物的混合物，混合比例为1:3。
[0024]进一步的，所述抗氧剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、三嗪类中的任一种或多种。
[0025]进一步的，所述抗氧剂为1,3,5
‑
三(4
‑
叔丁基
‑3‑
羟基
‑
2,6
‑
二甲基苄基)
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4,6
‑
(1H,3H,5H)
‑
三酮。
[0026]进一步的，所述抗静电剂为阳离子型抗静电剂、高分子型抗静电剂、非离子型抗静电剂中任一种或多种。
[0027]进一步的，所述抗静电剂为聚氧乙烯硬脂酸酯。
[0028]进一步的，所述聚苯胺为本征态聚苯胺。
[0029]进一步的，所述有机胺盐是由有机胺和有机酸复合而成，所述有机胺选自己二胺、环己胺、二环己胺、二异丙胺、苄胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、正丁胺、三丁胺、戊胺、十八胺、吗啉、哌啶、哌嗪、或者苯并三氮唑中的任意一种；所述有机酸选自苯甲酸、肉桂酸、辛酸、癸酸、丁二酸、癸二酸、或者月桂酸中的任意一种。
[0030]本专利技术所述配方及工艺制得的一种III
‑
V族半导体抛光片封装专用聚丙烯材料采用ISO标准检测，性能如下：
[0031]密度：1.01
‑
1.07g/cm3；
[0032]断裂伸长率：85
‑
150％；
[0033]拉伸强度：20
‑
26MPa；
[0034]弯曲模量：1000
‑
2100Mpa；
[0035]悬臂梁缺口冲击强度：10
‑
36KJ/m2；
[0036]熔融指数：15
‑
40g/10min((230℃，2.16Kg)；
[0037]TVOC：＜100μgC/g。
[0038]本专利技术的优点和有益效果在于：现有技术还没有针对半导体晶圆特性研究开发的PP材料和制备方法，本技术通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种III
‑
V族半导体抛光片封装专用聚丙烯材料，其特征在于，按照重量百分比包括以下组分：聚丙烯树脂65
‑
90％；增强填充剂1
‑
15％；增韧剂1
‑
20％；抗氧剂0.2
‑
0.5％；抗静电剂0.1
‑
0.5％；聚苯胺0.01％
‑
1％；有机胺盐0.01％
‑
1％。2.一种权利要求1中的III
‑
V族半导体抛光片封装专用聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将增强填充剂、增韧剂、无机光催化剂、抗氧剂、光稳定剂、聚苯胺0.01％
‑
1％、有机胺盐0.01％
‑
1％加入搅拌机中，在300
‑
600转/分的转速下搅拌混合3
‑
6分钟；步骤二、加入聚丙烯树脂在300
‑
600转/分的转速下搅拌混合3
‑
6分钟；步骤三、将上述混合物放入双螺杆挤出机中，于180
‑
230℃下熔融挤出造粒即得成品，双螺杆挤出机螺杆转速为250
‑
500rpm；水槽温度25
‑
45℃；切粒机转速为600
‑
1200rpm。3.根据权利要求1所述的一种III
‑
V族半导体抛光片封装专用聚丙烯材料，其特征在于：所述的聚丙烯树脂为氢调法制的均聚聚丙烯树脂和为氢调法制得的共聚聚丙烯树脂混合物，其熔体流动速率为10
‑
40g/10min，其中均聚聚丙烯70
‑
30％，共聚聚丙烯30
‑
70％，配方比例总和为100％。4.根据权利要求1所述的一种III
‑
V族半导体抛光片封装专用聚丙烯材料，其特征在于：所述增强填充剂纳米二氧化硅，其粒径为1
‑
10nm。5.根据权利要求1所述的一种III
‑
V族半导体抛光片封装专用聚丙烯材料，其特征在于：所述增韧剂为聚烯烃弹性体乙烯
‑1‑
辛烯共聚物、乙烯－醋酸乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：董志远，朱蓉辉，陈成，
申请(专利权)人：毅芯半导体科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：