一种原位自发热型封装材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于封装技术领域，具体涉及一种原位自发热型封装材料及其制备方法和应用。本发明专利技术原位自发热型封装材料包括以下质量百分比的组分：溶剂0～5％、有机树脂4～90％、活化剂0～5％、缓释剂0.2～2％、触变剂0.3～2％、表面活性剂0.1～5％、第一金属磁性纳米颗粒0.1～5％和第二金属粉末0.1～90％，其在外磁场的作用下，可以达到自身固化所需的热量，并将焊盘上的氧化物去除和固化连接焊盘和熔化连接焊盘，从而避免了连接元器件所在的线路板基本由于过度加热而产生变形或者损坏其它连接元件，避免了传统电子连接工艺带来的元器件线路板变形翘曲，减少了连接不完善导致的虚焊、空洞等多种缺陷，并提高了电子连接工艺产品良率，具有良好的使用性能。

【技术实现步骤摘要】
一种原位自发热型封装材料及其制备方法和应用
本专利技术属于封装
，具体涉及一种原位自发热型封装材料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着电子产品产品微博轻小的趋势，应用于人工智能、AI、物联网Lot和微电系统(Mini-LED、Micro-LED)的电子连接材料，朝着超微尺寸、低熔点温度和多种应用，如点胶、喷印、印刷和低温回流、激光焊接等多种工艺方式发展。目前，传统的连接形成方式的热能来源主要是通过元器件和线路板的传导热方式获得，只有在元器件和线路板本身温度高于连接材料固化或者熔化的温度以上，才能使其固化或者熔化，达到连接的目的。如中国专利CN112375340A公开了一种晶圆级封装密封用电路积层膜、其制备方法及应用，该积层膜包括40～60质量份的第一类环氧树脂，15～30质量份的第二类环氧树脂，25～50质量份的固化剂，0.1～5质量份的固化促进剂，5～20质量份的助剂，320～650质量份的无机填料，0.01～5质量份的硅烷偶联剂；助剂由环氧树脂与末端含多羟基的树枝状交联剂反应获得。该专利技术得到的积层膜在加热固化时具有良好的流动性，能完全充填晶圆间的间隙，完成封装。这种封装材料在工艺过程中，热量的传递路线是：回流焊或者电炉发热元件发热→加热气流作为热载体→加热线路板和元器件→连接封装材料被加热获得所需热能→助焊剂或胶料化学能激发→封装材料表面和焊盘表面氧化物被去除→封装材料熔化冷却或者固化连接焊盘→完成连接。而在实际中，这样的传热路线，元器件和线路板基板在工艺过程中的热场作用下，变形翘曲不可避免，同时由于实现能量从电转换为连接材料的固化热能或者熔解热能和助焊剂反应热能时间较长，且实现连接部位的获得热能量和获得热能的时间也有大小和先后，影响了电子连接的工艺过程效率和质量。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种原位自发热型封装材料及其制备方法和应用，本专利技术原位自发热型封装材料在外磁场的作用下，可以达到自身固化所需的热量，并将焊盘上的氧化物去除和固化连接焊盘和熔化连接焊盘，从而避免了连接元器件所在的线路板基本由于过度加热而产生变形或者损坏其它连接元件，避免了传统电子连接工艺带来的元器件线路板变形翘曲，减少了连接不完善导致的虚焊、空洞等多种缺陷，并提高了电子连接工艺产品良率，具有良好的使用性能。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种原位自发热型封装材料，包括以下质量百分比的组分：溶剂0～5％、有机树脂4～90％、活化剂0～5％、缓释剂0.2～2％、触变剂0.3～2％、表面活性剂0.1～5％、第一金属磁性纳米颗粒0.1～5％和第二金属粉末0.1～90％。本专利技术从电子连接材料的成份组成着手，引入第一金属磁性纳米颗粒，使其在外加磁场或者同时在外加磁性和物理压力的作用下，实现在焊点形成的位置上有外加电磁场作用(电磁加热)，从而使带有第一金属磁性纳米颗粒的封装材料自发热或者由电极和焊盘上的第一金属磁性纳米颗粒自发热，达到固化所需的热能量，而达不到线路板基板产生翘曲的温度，进而完成电子连接过程，获得优质的导电导热高质量的连接点。本专利技术的原位自发热型封装材料所需热量的传递路线是：电磁转换→磁场能量→第一金属磁性材料发热→封装材料和焊盘获得连接所需热能→助焊剂化学能激发→封装材料表面和焊盘表面氧化物被去除→封装材料熔化冷却或者固化连接焊盘→完成连接。进一步地，所述原位自发热型封装材料，包括以下质量百分比的组分：溶剂0～5％、有机树脂4～90％、活化剂0～5％且不为零、缓释剂0.2～2％、触变剂0.3～2％、表面活性剂0.1～5％、第一金属磁性纳米颗粒0.1～5％和第二金属粉末0.1～90％。进一步地，所述第一金属磁性纳米颗粒包括镍纳米颗粒、铁纳米颗粒、钴纳米颗粒、银包镍纳米颗粒和银包铁纳米颗粒的一种或几种。进一步地，所述第一金属磁性纳米颗粒的粒径为10～800nm。进一步地，所述第二金属粉末包括锡基合金粉末、银基金属粉末和铜基金属粉末中的一种或几种。进一步地，所述第二金属粉末的规格包括45-75μm、25-45μm、20-38μm、15-25μm、5-15μm、2-11μm、2-8μm、1-5μm、1-3μm和50～1000nm中的一种或几种。进一步地，所述锡基合金粉末包括SnAgCu、SnBi、SnBiAg、SnBiAgCu、SnZn、SnBiCu、SnSb、SnGa、SnInGa和SnBiGa中的一种或几种。进一步地，所述银基金属粉末包括微纳米银粉。进一步地，所述铜基金属粉末包括微纳米铜粉和微纳米银包铜粉。进一步地，所述有机树脂包括改性松香树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂和有机硅树脂中的一种或几种。进一步地，所述溶剂为己二酸二辛酯、二乙二醇单己醚、二乙二醇丁醚、异丙醇和苯甲醇中的至少一种。进一步地，所述活化剂为第一活化剂，或由第一活化剂和第二活化剂组成；所述第一活化剂包括硫代二丁二酸、苯基丁二酸和甲基丁二酸中的至少一种；所述第二活化剂包括二苯胍、戊二酸、己二酸、丁二酸、癸二酸、水杨酸和苹果酸中的至少一种。进一步地，所述缓释剂包括抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂3030、对苯二酚和1,2,3-苯并三唑中一种或几种。进一步地，所述触变剂包括触变剂6500。进一步地，所述表面活性剂包括DYNOL607、Dynol980、Defom6800和LetensolXL-90中的一种或几种。本专利技术第二目的是提供任一所述原位自发热型封装材料在电子封装中的应用。本专利技术第三目的是提供任一所述原位自发热型封装材料的制备方法，包括以下步骤：S1)取溶剂、有机树脂、活化剂、缓释剂和触变剂依次放入80～130℃反应釜中搅拌60～150min至固体颗粒全部溶解并呈现清澈透明，然后加入第一金属磁性纳米颗粒，机械高速分散或/和超声波分散成悬浮液，冷却至室温，加入表面活性剂，继续机械高速分散或/和超声波分散，再将反应釜中的物料转移至冷却容器中，密封，得到原位自发热型封装材料载体；S2)取第二金属粉末加入到步骤S1的原位自发热型封装材料载体中搅拌至膏状，再放置于＜4℃的冷藏柜内备用，即得。进一步地，所述机械高速分散的线速度为40～100m/s，分散时间为30～90min。进一步地，所述超声波分散的功率为1～3kw，频率为20～40KHz，超声分散时间为30～50min。本专利技术第四目的是提供所述制备方法制得的原位自发热型封装材料的使用方法，包括以下步骤：将原位自发热型封装材料置于元件和线路板基板之间，外施加电磁场后，原位自发热型封装材料达到固化点以使元件和线路板基板之间形成电子连接。本专利技术第五目的是提供所述原位自发热型封装材料的使用方法，包括以下步骤：1)原位自发热型封装材料的制备；取溶剂、有机树脂、活化剂、缓释剂和触变剂依次放入80～130℃反应釜中搅拌60～150min至固体颗粒全部溶解并呈现清澈透明，冷却至室温，加入表面活性剂，机械高速分散或/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原位自发热型封装材料，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：/n溶剂0～5％、有机树脂4～90％、活化剂0～5％、缓释剂0.2～2％、触变剂0.3～2％、表面活性剂0.1～5％、第一金属磁性纳米颗粒0.1～5％和第二金属粉末0.1～90％。/n

【技术特征摘要】
1.一种原位自发热型封装材料，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：
溶剂0～5％、有机树脂4～90％、活化剂0～5％、缓释剂0.2～2％、触变剂0.3～2％、表面活性剂0.1～5％、第一金属磁性纳米颗粒0.1～5％和第二金属粉末0.1～90％。


2.根据权利要求1所述原位自发热型封装材料，其特征在于，所述第一金属磁性纳米颗粒包括镍纳米颗粒、铁纳米颗粒、钴纳米颗粒、银包镍纳米颗粒和银包铁纳米颗粒的一种或几种。


3.根据权利要求1或2所述原位自发热型封装材料，其特征在于，所述第一金属磁性纳米颗粒的粒径为10～800nm。


4.根据权利要求1所述原位自发热型封装材料，其特征在于，所述第二金属粉末包括锡基合金粉末、银基金属粉末和铜基金属粉末中的一种或几种。


5.根据权利要求1或4所述原位自发热型封装材料，其特征在于，所述第二金属粉末的规格包括45-75μm、25-45μm、20-38μm、15-25μm、5-15μm、2-11μm、2-8μm、1-5μm、1-3μm和50～1000nm中的一种或几种。


6.根据权利要求1所述原位自发热型封装材料，其特征在于，所述有机树脂包括改性松香树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂和有机硅树脂中的一种或几种。


7.根据权利要求1～6任一所述原位自发热型封装材料在电子封装中的应用。


8.根据权利要求1～6任一所述原位自发热型封装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1)取溶剂、有机树脂、活化剂、缓释剂和触变剂依次放...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐朴，王思远，刘硕，
申请(专利权)人：深圳市福英达工业技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44